Il microscopio composto: due lenti per molto ingrandimento
1 · Prevedi
Un microscopio usa un obiettivo corto presso il campione e un oculare. Due lenti in sequenza ottengono molto più ingrandimento di ciascuna da sola?
- Sì: due ingrandimenti moderati si moltiplicano.
- No: non si supera il limite di una lente.
- Conta solo l'oculare.
2 · Configurazione
- Apri il preset compound-microscope e premi Reset. L'obiettivo ha f = 6 cm; l'oculare ha f = 8 cm, separati di 22 cm.
- Attiva le letture di distanza immagine dell'obiettivo e ingrandimento totale.
- Imposta la distanza campione-obiettivo per ogni prova e registra distanza e ingrandimento.
3 · Raccogli dati
| Distanza campione-obiettivo (cm) | Distanza immagine obiettivo (cm) | Ingrandimento M |
|---|---|---|
| 10.00 | ||
| 12.00 | ||
| 14.00 |
Traccia M contro la distanza campione per le tre prove.
4 · Analizza
- Per una prova, calcola la distanza immagine dell'obiettivo d_i1 da 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1 (f₁ = 6 cm), poi la distanza oggetto dell'oculare d_o2 = 22 − d_i1, poi la sua distanza immagine d_i2 da 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 8 cm). Infine M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Confronta M con la tabella.
- La distanza del campione predefinita (12 cm) dà M = 4. Spiega, usando il calcolo a catena, come un ingrandimento modesto dell'obiettivo combinato con un ingrandimento modesto dell'oculare si componga in un numero complessivo molto più grande.
5 · Estendi
- Un campione appena fuori la focale dell'obiettivo (come qui) dà grande ingrandimento al primo stadio. Spiega perché gli obiettivi hanno focali brevissime (pochi mm nei reali) per massimizzare l'effetto.
- I microscopi non ingrandiscono all'infinito: oltre un certo punto si ingrandisce solo la sfocatura, limitata dalla stessa λ (diffrazione). Perché aggiungere stadi non risolve questo limite?
La fisica dietro questo esperimento
Ingrandimento a due stadi
L'ingrandimento complessivo di un microscopio composto è il prodotto dell'ingrandimento dell'obiettivo (che forma l'immagine del campione) e dell'ingrandimento dell'oculare (che riforma quell'immagine intermedia): M = m_objective × m_eyepiece.