Optika

Složeni mikroskop (kutno)

Objektiv kratke žarišne duljine i okular množe se u veliko kutno povećanje za sitne bliske objekte.

Složeni mikroskop (kutno) — interaktivna simulacija: Optika. Objektiv kratke žarišne duljine i okular množe se u veliko kutno povećanje za sitne bliske objekte. Besplatan virtualni laboratorij fizike u pregledniku sa SI mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.

Složeni mikroskop

Objektiv kratke žarišne duljine i okular množe se u veliko kutno povećanje za sitne bliske objekte.

Objektiv stvara povećanu stvarnu sliku tik unutar žarišta okulara; okular zatim na toj slici radi kao povećalo. Ukupno kutno povećanje približno je umnožak poprečnog povećanja objektiva i povećanja okulara — tipično stotine puta za biološki rad.

• M = M_obj × M_eye
• Kutno povećanje

Sažetak istraživanja

Isplaniraj pitanje prije nego otvoriš laboratorij

Sažetak odražava unaprijed prikazanu stranicu: središnje pitanje, suprotstavljena predviđanja, uloge varijabli, odgovarajući zakoni, postava, analiza i poticaji za proširenje ostaju vidljivi i u ovom redoslijedu.

Središnje pitanje

Složeni mikroskop koristi objektiv kratke žarišne duljine blizu preparata, a zatim okular. Postiže li upotreba dviju leća u nizu mnogo veće povećanje nego što bi bilo koja leća sama mogla?

Predviđanja za odvagnuti

• Da — ulančavanje dva umjerena povećanja množi ih, dajući mnogo veće ukupno povećanje od jedne leće.
• Ne — upotreba dvije leće ne povećava povećanje iznad granice jedne leće.
• Povećanje ovisi samo o okularu, ne o objektivu.

Uloge varijabli

Što postavljaš:

• Udaljenost preparata od objektiva (cm)

Što mjeriš:

• Udaljenost slike objektiva (cm)
• Povećanje sustava M

Kako istraživanje teče

1. Otvori postav compound-microscope i pritisni Resetiraj. Objektiv ima f = 6 cm; okular ima f = 8 cm, razdvojeni 22 cm.
2. Omogući očitanja udaljenosti slike objektiva i povećanja sustava.
3. Postavi udaljenost preparata od objektiva za svaki pokušaj i zabilježi udaljenost slike objektiva i ukupno povećanje sustava.

Odgovarajuća jednadžba

Povećanje dvostupanjskog mikroskopa — M = m₁·m₂·…

Ukupno povećanje složenog mikroskopa umnožak je povećanja objektiva (koji preslikava preparat) i povećanja okulara (koji ponovno preslikava tu međusliku): M = m_objective × m_eyepiece.

Što ispisivi radni list traži od učenika da izrade

• Za jedan pokušaj izračunaj udaljenost slike objektiva d_i1 iz 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1 (f₁ = 6 cm), zatim udaljenost objekta okulara d_o2 = 22 − d_i1, zatim njegovu udaljenost slike d_i2 iz 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 8 cm). Konačno M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Usporedi M s tablicom.
• Zadana udaljenost preparata ovog postava (12 cm) daje M = 4. Objasni, koristeći lančani izračun, kako umjereno povećanje objektiva kombinirano s umjerenim povećanjem okulara složeno u mnogo veći ukupan broj.

Gdje se ovo pojavljuje izvan laboratorija

• Preparat stavljen tek jedva izvan žarišne duljine objektiva (kao u ovom pokusu) daje veliko povećanje prvog stupnja. Objasni zašto se objektivi mikroskopa dizajniraju s vrlo kratkim žarišnim duljinama (nekoliko mm u pravim instrumentima) za maksimiziranje tog učinka.
• Složeni mikroskopi ne mogu povećavati u beskonačnost — iza određene točke daljnje povećanje samo uvećava zamagljenost bez otkrivanja novih detalja, ograničeno valnom duljinom same svjetlosti (difrakcija). Zašto jednostavno dodavanje više stupnjeva leća ne bi riješilo tu fundamentalnu granicu?

• AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
• General High School Physics — Light & optics
• NGSS High School Physics — Wave properties

1. Dobro došli u složeni mikroskop
2. Odaberi objekt
3. Pritisni Pokreni
4. Objektiv plus okular
5. Otvori ploču Svojstva
6. Uspjelo ti je!

Otvori interaktivnu simulaciju za izgradnju scene, pritisni Pokreni i istražuj s mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.

Otvori interaktivni laboratorij →

Preuzmi radni list →

Jednadžba tanke leće