Összetett mikroszkóp: Tubushossz és nagyítás

1 · Jóslás

Az összetett mikroszkóp objektívjének és okulárjának rögzített gyújtótávolsága van, de az okulár helyzete — a tubushossz — továbbra is állítható. Megváltoztatja-e a tubushossz megváltoztatása a mikroszkóp teljes (rendszer-)nagyítását, annak ellenére, hogy egyik lencse gyújtótávolsága sem változik?

• Nem — a tubushossz nem befolyásolja a teljes nagytítást, csak az egyedi lencsegyújtótávolságok.
• Csak az okulár gyújtótávolsága számít, nem az, hogy milyen messze van az objektívtől.
• Igen — a tubushossz növelése közelebb hozza az okulárt a saját fókuszpontjához (az objektív által alkotott valódi képhez viszonyítva), ami növeli az okulár saját nagyítását, és nagyobb teljes rendszernagyítássá szorzódik.

2 · Előkészítés

1. Nyisd meg a microscope előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. Az objektív (f_o = 8 cm, rögzített mintatávolságon) valódi képet alkot; az okulár f_e = 25 cm.
2. Engedélyezd a rendszernagyítás-kijelzőt (a két lencse képláncának teljes M-je).
3. Állítsd be a tubushosszt (objektív–okulár távolság) minden mérésnél, és rögzítsd az eredő rendszernagyítást.

3 · Adatgyűjtés

Ábrázold a rendszernagyítást M (y-tengely) a tubushosszal L (x-tengely) szemben a három mérésedhez. Egyenes vonal-e az összefüggés?

4 · Elemzés

1. Egy mérésnél keresd meg először az objektív képtávolságát d_i1-et az 1/f_o = 1/d_o1 + 1/d_i1 képletből (d_o1 = 9.6 cm, f_o = 8 cm — minden tubushossznál ugyanaz marad). Ezután keresd meg az okulár tárgytávolságát d_o2 = L − d_i1, és annak képtávolságát d_i2-t az 1/f_e = 1/d_o2 + 1/d_i2 képletből (f_e = 25 cm). Végül M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Hasonlítsd össze M-et a táblázattal.
2. Magyarázd meg, miért marad az objektív saját nagyítása állandó mindhárom mérésnél, míg az okulár nagyítása — és így a teljes rendszernagyítás — a tubushosszal változik.

5 · Kiterjesztés

1. Hasonlítsd össze e kísérlet rendszernagyítását az egyszerű nagyító kísérlet M = N/f képletével. Magyarázd meg, miért szorozhatja meg két valódi lencsekép összekapcsolása a nagyítást sokkal az fölé, amit bármelyik lencse önmagában elérhetne.
2. A valódi mikroszkópok történelmileg konkrét tubushosszokra (mint 160 mm) standardizáltak, hogy a különböző gyártók objektívjei és okulárjai kiszámíthatóan keverhetők és párosíthatók legyenek. Magyarázd meg, miért számít a tubushossz standardizálása — nem csak az egyes lencsék gyújtótávolsága — a cserélhető mikroszkóp-alkatrészekhez.

A fizika a kísérlet mögött

← Vissza a kísérlethez

138 ingyenes nyomtatható fizikai munkalap