اپتیک
میکروسکوپ مرکب (زاویه‌ای)
شیئی و عینکی کوتاه‌کانونی برای اجسام ریز نزدیک به بزرگنمایی زاویه‌ای بزرگ می‌رسند.
میکروسکوپ مرکب (زاویه‌ای) — شبیه‌سازی تعاملی اپتیک. شیئی و عینکی کوتاه‌کانونی برای اجسام ریز نزدیک به بزرگنمایی زاویه‌ای بزرگ می‌رسند. آزمایشگاه مجازی فیزیکِ رایگانِ مرورگری با اندازه‌گیری‌های زندهٔ SI و آموزش هدایت‌شده.
نورشناسی میکروسکوپ مرکب
شیئی و عینکی کوتاه‌کانونی برای اجسام ریز نزدیک به بزرگنمایی زاویه‌ای بزرگ می‌رسند.
شیئی تصویر حقیقی بزرگ‌شده‌ای درست درون نقطهٔ کانونی عینکی می‌سازد؛ عینکی آن‌گاه همچون ذره‌بین بر آن تصویر عمل می‌کند. بزرگنمایی زاویه‌ای کل تقریباً حاصل‌ضرب بزرگنمایی عرضی شیئی و توان بزرگنمایی عینکی است — معمولاً صدها برابر برای کار زیست‌شناختی.
- M = M_obj × M_eye
- سامانهٔ دوعدسی
خلاصهٔ پژوهش
پرسش را پیش از بازکردن آزمایشگاه برنامه‌ریزی کنید
این خلاصه همان صفحهٔ از پیش رندرشده است: پرسش محوری، پیش‌بینی‌های رقیب، نقش متغیرها، قوانین حاکم، برپاسازی، تحلیل و پرسش‌های گسترش — به همین ترتیب و همیشه در دید می‌مانند.
پرسش محوری
عدسی شیئی و عدسی چشمی میکروسکوپ مرکب فاصله‌های کانونی ثابتی دارند، اما موقعیت عدسی چشمی — طول لوله — همچنان قابل‌تنظیم است. آیا تغییر طول لوله، بزرگنمایی کل (سامانه‌ای) میکروسکوپ را تغییر می‌دهد، با اینکه فاصله کانونی هیچ‌کدام از عدسی‌ها تغییر نمی‌کند؟
پیش‌بینی‌هایی که باید سنجیده شوند
- نه — طول لوله بر بزرگنمایی کل اثر ندارد، فقط فواصل کانونی عدسی‌های فرد دارند.
- فقط فاصلهٔ کانونی عینکی مهم است، نه اینکه چقدر از شیئی فاصله دارد.
- بله — افزایش طول لوله، عدسی چشمی را به کانون خودش (نسبت به تصویر حقیقی‌ای که شیئی می‌سازد) نزدیک‌تر می‌کند، که بزرگنمایی خود عدسی چشمی را زیاد می‌کند و در بزرگنمایی کل سامانه ضرب شده، آن را بزرگ‌تر می‌سازد.
نقش متغیرها
آنچه شما تنظیم می‌کنید:
- طول لوله L (cm)
آنچه اندازه می‌گیرید:
- بزرگنمایی سامانه M
پژوهش چگونه اجرا می‌شود
- پیش‌تنظیم microscope را باز کنید و Reset را بفشارید. عدسی شیئی (f_o = 8 cm، در فاصلهٔ ثابت از نمونه) تصویری حقیقی می‌سازد؛ عدسی چشمی f_e = 25 cm دارد.
- قرائت بزرگنمایی سامانه (M کلی زنجیرهٔ تصویرسازی دو عدسی) را فعال کنید.
- طول لوله (فاصلهٔ شیئی تا عینکی) را برای هر آزمایش تنظیم کنید و بزرگنمایی سامانهٔ حاصل را ثبت کنید.
معادلهٔ حاکم
بزرگنمایی سامانهٔ میکروسکوپ مرکب — M = m₁·m₂·…
بزرگنمایی کل میکروسکوپ مرکب حاصل‌ضرب بزرگنمایی‌های تصویر خودِ شیئی و عینکی است، M = m_o × m_e — هرکدام با معادلهٔ عدسی نازک و با استفاده از زنجیرهٔ واقعی تصویر دو عدسی به‌دست می‌آید، نه فرمول ایدئال بزرگنمایی زاویه‌ای.
برگهٔ کار چاپی از دانش‌آموزان چه می‌خواهد به دست آورند
- برای یک آزمایش، ابتدا فاصلهٔ تصویر شیئی d_i1 را از 1/f_o = 1/d_o1 + 1/d_i1 بیابید (d_o1 = 9.6 cm، f_o = 8 cm — در هر طول لوله‌ای ثابت می‌ماند). سپس فاصلهٔ شیء عینکی d_o2 = L − d_i1 و فاصلهٔ تصویر آن d_i2 را از 1/f_e = 1/d_o2 + 1/d_i2 بیابید (f_e = 25 cm). در نهایت M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). M را با جدول مقایسه کنید.
- توضیح دهید چرا بزرگنمایی خود شیئی در هر سه آزمایش ثابت می‌ماند، در حالی که بزرگنمایی عینکی — و در نتیجه بزرگنمایی کل سامانه — با طول لوله تغییر می‌کند.
کجا غیر از آزمایشگاه خودش را نشان می‌دهد
- بزرگنمایی سامانهٔ این آزمایش را با M = N/f آزمایش simple-magnifier مقایسه کنید. توضیح دهید چرا زنجیرکردن دو تصویر واقعی عدسی می‌تواند بزرگنمایی را بسیار فراتر از آنچه هر عدسی به‌تنهایی می‌داد، چند برابر کند.
- میکروسکوپ‌های واقعی تاریخی روی طول لوله‌های استانداردی (مثل 160 mm) توافق کردند تا شیئی‌ها و عینکی‌های سازندگان مختلف قابل‌تعویض و پیش‌بینی‌پذیر باشند. توضیح دهید چرا استانداردکردن طول لوله — نه فقط فاصلهٔ کانونی هر عدسی — برای قطعات تعویض‌پذیر میکروسکوپ مهم است.
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- به میکروسکوپ خوش آمدید
- انتخاب عدسی شیئی
- Play را بفشارید
- بزرگنمایی دومرحله‌ای
- پنل ویژگی‌ها را باز کنید
- انجامش دادید!
شبیه‌سازی تعاملی را باز کنید تا صحنه را بسازید، Play را بفشارید و با اندازه‌گیری‌های زنده و آموزش هدایت‌شده کاوش کنید.