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.

Optika složenog mikroskopa

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
• Sustav dviju leća

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

Objektiv i okular složenog mikroskopa imaju fiksne žarišne duljine, ali položaj okulara — duljina cijevi — i dalje se može podešavati. Mijenja li promjena duljine cijevi ukupno (sustavno) povećanje mikroskopa, iako se žarišna duljina nijedne leće ne mijenja?

Predviđanja za odvagnuti

• Ne — duljina cijevi ne utječe na ukupno povećanje, samo pojedinačne žarišne duljine leća.
• Samo žarišna duljina okulara je bitna, a ne koliko je udaljen od objektiva.
• Da — povećanje duljine cijevi pomiče okular bliže njegovom vlastitom žarištu (u odnosu na stvarnu sliku koju stvara objektiv), što povećava vlastito povećanje okulara i množi se u veće ukupno povećanje sustava.

Uloge varijabli

Što postavljaš:

• Duljina cijevi L (cm)

Što mjeriš:

• Povećanje sustava M

Kako istraživanje teče

1. Otvori postav microscope i pritisni Resetiraj. Objektiv (f_o = 8 cm, na fiksnoj udaljenosti uzorka) stvara stvarnu sliku; okular ima f_e = 25 cm.
2. Omogući očitanje povećanja sustava (ukupni M lanca slika dviju leća).
3. Postavi duljinu cijevi (razmak objektiv-okular) za svaki pokušaj i zabilježi rezultirajuće povećanje sustava.

Odgovarajuća jednadžba

Povećanje sustava složenog mikroskopa — M = m₁·m₂·…

Ukupno povećanje složenog mikroskopa umnožak je vlastitih povećanja slike objektiva i okulara, M = m_o × m_e — svako pronađeno iz jednadžbe tanke leće koristeći stvarni lanac slika dviju leća, a ne idealiziranu formulu kutnog povećanja.

Što ispisivi radni list traži od učenika da izrade

• Za jedan pokušaj prvo pronađi udaljenost slike objektiva d_i1 iz 1/f_o = 1/d_o1 + 1/d_i1 (d_o1 = 9,6 cm, f_o = 8 cm — ostaje isto pri svakoj duljini cijevi). Zatim pronađi udaljenost predmeta okulara d_o2 = L − d_i1, i njegovu udaljenost slike d_i2 iz 1/f_e = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f_e = 25 cm). Naposljetku M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Usporedi M s tablicom.
• Objasni zašto vlastito povećanje objektiva ostaje konstantno u sva tri pokušaja, dok se povećanje okulara — a time i ukupno povećanje sustava — mijenja s duljinom cijevi.

Gdje se ovo pojavljuje izvan laboratorija

• Usporedi povećanje sustava ovog pokusa s M = N/f pokusa simple-magnifier. Objasni zašto povezivanje dviju stvarnih slika leća u lanac može umnožiti povećanje daleko iznad onoga što bi bilo koja leća sama mogla postići.
• Pravi mikroskopi povijesno su standardizirali na određene duljine cijevi (poput 160 mm) da bi objektivi i okulari različitih proizvođača mogli miješati predvidljivo. Objasni zašto standardizacija duljine cijevi — ne samo žarišne duljine svake leće — ima značaja za zamjenjive dijelove mikroskopa.

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

1. Dobro došli u mikroskop
2. Odaberi objektiv
3. Pritisni Pokreni
4. Dvostupanjsko povećanje
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