Yhdistelmämikroskooppi: kaksi linssiä suureen suurennukseen

1 · Ennusta

Yhdistelmämikroskooppi käyttää lyhytpolttovälistä objektiivilinssiä lähellä näytettä, jota seuraa okulaari. Saavuttaako kahden linnssin käyttäminen peräkkäin paljon suuremman suurennuksen kuin kumpikaan linssi yksinään voisi?

• Kyllä – kahden kohtuullisen suurennuksen ketjuttaminen kertoo ne yhteen, antaen paljon suuremman kokonaissuurennuksen kuin yksittäinen linssi.
• Ei – kahden linnssin käyttäminen ei kasvata suurennusta yksittäisen linnssin rajan yli.
• Suurennus riippuu vain okulaarista, ei objektiivista.

2 · Kokoa

1. Avaa yhdistelmämikroskooppi-esiasetus ja paina Nollaa. Objektiivilla on f = 6 cm; okulaarilla on f = 8 cm, erotettuna 22 cm:llä.
2. Ota käyttöön objektiivin kuvan etäisyyden ja järjestelmän suurennuksen lukemat.
3. Aseta näytteen etäisyys objektiivista jokaiselle suoritukselle ja kirjaa objektiivin kuvan etäisyys ja kokonaisjärjestelmän suurennus.

3 · Kerää data

Kuvaa järjestelmän suurennus M (y-akseli) näytteen etäisyyttä vasten (x-akseli) kolmelle suorituksellesi.

4 · Analysoi

1. Yhdelle suoritukselle laske objektiivin kuvan etäisyys d_i1 kaavasta 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1 (f₁ = 6 cm), sitten okulaarin objektietäisyys d_o2 = 22 − d_i1, sitten sen kuvan etäisyys d_i2 kaavasta 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 8 cm). Lopuksi M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Vertaa M:ää taulukkoon.
2. Tämän esiasetuksen oletusnäyteetäisyys (12 cm) antaa M = 4. Selitä ketjulaskennan avulla, miten kohtuullinen objektiivin suurennus yhdistettynä kohtuulliseen okulaarin suurennukseen yhdistyy paljon suuremmaksi kokonaisluvuksi.

5 · Laajenna

1. Näyte, joka on sijoitettu tuskinpa objektiivin polttovälin ulkopuolelle (kuten tässä kokeessa), tuottaa suuren ensimmäisen vaiheen suurennuksen. Selitä, miksi mikroskooppiobjektiivit on suunniteltu hyvin lyhyillä polttoväleillä (muutama mm todellisissa instrumenteissa) maksimoimaan tämä vaikutus.
2. Yhdistelmämikroskoopit eivät voi suurentaa rajatta – tietyn pisteen jälkeen lisäsuurennus vain suurentaa sumua paljastamatta uusia yksityiskohtia, rajoittuneena valon omaan aallonpituuteen (diffraktio). Miksi pelkkä lisälinssivaiheiden lisääminen ei ratkaisisi tätä perustavaa rajaa?

Tämän kokeen fysiikka

← Takaisin kokeeseen

138 ilmaista tulostettavaa fysiikan työarkkia