Ottica

Microscopio composto (angolare)

Obiettivo a focale corta e oculare moltiplicano in un grande ingrandimento angolare per oggetti minuscoli vicini.

Microscopio composto (angolare) — simulazione interattiva (Ottica). Obiettivo a focale corta e oculare moltiplicano in un grande ingrandimento angolare per oggetti minuscoli vicini. Laboratorio virtuale di fisica gratuito nel browser con misure SI dal vivo e tutorial guidato.

Ottica del microscopio composto

Obiettivo corto e oculare moltiplicano in un grande ingrandimento angolare per oggetti minuscoli vicini.

L'obiettivo crea un'immagine reale ingrandita appena dentro il fuoco dell'oculare; l'oculare fa da lente su di essa. L'ingrandimento totale è circa il prodotto dei due — tipicamente centinaia di volte in biologia.

• M = M_obj × M_eye
• Sistema a due lenti

Sintesi dell'indagine

Pianifica la domanda prima di aprire il laboratorio

La sintesi riprende la pagina pre-renderizzata: domanda guida, previsioni concorrenti, ruoli delle variabili, leggi dominanti, procedura, analisi ed estensioni restano visibili e in quest'ordine.

Domanda guida

L'obiettivo e l'oculare di un microscopio composto hanno lunghezze focali fisse, ma la posizione dell'oculare — la lunghezza del tubo — può comunque essere regolata. Cambiare la lunghezza del tubo cambia l'ingrandimento complessivo (di sistema) del microscopio, anche se la focale di nessuna delle due lenti cambia?

Previsioni da valutare

• No: contano solo le focali.
• Conta solo la focale dell'oculare, non quanto è distante dall'obiettivo.
• Sì: aumentare la lunghezza del tubo avvicina l'oculare al proprio punto focale (rispetto all'immagine reale formata dall'obiettivo), il che aumenta l'ingrandimento proprio dell'oculare e si moltiplica in un ingrandimento di sistema complessivo maggiore.

Ruoli delle variabili

Cosa imposti tu:

• Tubo L (cm)

Cosa misuri:

• Ingrandimento di sistema M

Come si svolge l'indagine

1. Apri il preset microscope e premi Reset. L'obiettivo (f_o = 8 cm, a una distanza campione fissa) forma un'immagine reale; l'oculare ha f_e = 25 cm.
2. Attiva la lettura dell'ingrandimento di sistema (l'M complessivo della catena di immagini delle due lenti).
3. Imposta la lunghezza del tubo per ogni prova e registra l'ingrandimento di sistema risultante.

Equazione che governa

Ingrandimento di sistema del microscopio composto — M = m₁·m₂·…

L'ingrandimento complessivo di un microscopio composto è il prodotto degli ingrandimenti d'immagine propri dell'obiettivo e dell'oculare, M = m_o × m_e — ciascuno ricavato dall'equazione della lente sottile usando la catena reale di immagini delle due lenti, non da una formula idealizzata di ingrandimento angolare.

Cosa il foglio stampabile chiede di ricavare agli studenti

• Per una prova, trova prima la distanza immagine dell'obiettivo d_i1 da 1/f_o = 1/d_o1 + 1/d_i1 (d_o1 = 9,6 cm, f_o = 8 cm — resta la stessa a qualsiasi lunghezza del tubo). Poi trova la distanza oggetto dell'oculare d_o2 = L − d_i1, e la sua distanza immagine d_i2 da 1/f_e = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f_e = 25 cm). Infine M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Confronta M con la tabella.
• Spiega perché l'ingrandimento proprio dell'obiettivo resta costante in tutte e tre le prove, mentre l'ingrandimento dell'oculare — e quindi l'ingrandimento di sistema complessivo — cambia con la lunghezza del tubo.

Dove si ritrova fuori dal laboratorio

• Confronta l'ingrandimento di sistema di questo esperimento con M = N/f dell'esperimento simple-magnifier. Spiega perché concatenare due immagini reali di lenti può moltiplicare l'ingrandimento ben oltre ciò che una singola lente potrebbe produrre da sola.
• I veri microscopi storicamente standardizzarono lunghezze di tubo specifiche (come 160 mm) affinché obiettivi e oculari di produttori diversi potessero essere mescolati e abbinati in modo prevedibile. Spiega perché standardizzare la lunghezza del tubo — non solo la focale di ciascuna lente — conta per parti di microscopio intercambiabili.

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

1. Benvenuto al microscopio
2. Seleziona l'obiettivo
3. Premi Play
4. Ingrandimento a due stadi
5. Apri il pannello Proprietà
6. Ce l'hai fatta!

Apri la simulazione interattiva per costruire la scena, premere Play ed esplorare con misure dal vivo e un tutorial guidato.

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Scarica foglio di laboratorio →

L'equazione della lente sottile