光学
複式顕微鏡（角拡大）
短焦点の対物レンズと接眼レンズの倍率が掛け合わさり、近くの微小な物体を大きな角倍率で見ることができる。
複式顕微鏡（角拡大） — インタラクティブな光学シミュレーション。短焦点の対物レンズと接眼レンズの倍率が掛け合わさり、近くの微小な物体を大きな角倍率で見ることができる。 ブラウザで使える無料の仮想物理実験室。SI 単位のライブ測定とガイド付きチュートリアルを備えています。
複合顕微鏡の光学
短焦点の対物レンズと接眼レンズを組み合わせると、近くの微小物体を大きな角倍率で見られます。
対物レンズは接眼レンズの焦点のすぐ内側に拡大された実像を作り、接眼レンズはその像に対してルーペとして働きます。全体の角倍率は、対物レンズの横倍率と接眼レンズの拡大率のおおよその積です — 生物学的観察では通常数百倍になります。
- M = −f₁/f₂
- 二段レンズ系
捜査概要
ラボを開く前に質問を計画する
このブリーフは事前レンダリングされたページを反映しています。探究の問い、競合する予測、変数の役割、支配する法則、設定、分析と発展の問いを、この順序で表示します。
運転に関する質問
複合顕微鏡の全角倍率はレンズ焦点距離だけでなく対物と接眼の距離（鏡筒長）に依存します。鏡筒を長くすると全倍率は増えますか？
検討する予測
- いいえ。全倍率は個々の焦点距離だけに依存します。
- 接眼焦点距離だけが重要で鏡筒長は関係ありません。
- はい。鏡筒が長いと対物の像倍率が増え、全倍率に掛け合わされます。
可変的な役割
設定するもの：
- 鏡筒長 L (cm)
測定するもの：
- 角倍率 M
実験の進め方
- microscope プリセットを開いて Reset を押します。対物 f_o = 8 cm、接眼 f_e = 25 cmです。
- 角倍率読み出しを有効にします。
- 各試行で鏡筒長を設定し倍率を記録します。
支配方程式
複合顕微鏡の倍率 — M = −(L/f_o)(N/f_e)
全角倍率は M = −(L/f_o)(N/f_e)。対物の鏡筒長に対する倍率と、標準近点 N = 25 cm を使う接眼倍率の積です。
印刷用ワークシートで生徒が求めるもの
- f_o = 8 cm、f_e = 25 cm、N = 25 cm を用いて M = −(L/f_o)·(N/f_e) を計算します。
- 対物の横倍率 L/f_o と接眼の角倍率 N/f_e が組み合わさる理由を説明します。
実験以外での活用
- 単純拡大鏡 M = N/f と比べ、顕微鏡の L/f_o は接眼の前に対物が行う前倍率である理由を説明します。
- 実顕微鏡が160 mmなどの鏡筒長を標準化する理由を、異なるメーカー部品を交換可能にする観点から説明します。
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- 顕微鏡へようこそ
- 対物レンズを選択
- 再生
- 二段階の倍率
- インスペクターを開く
- 完了です！
インタラクティブなシミュレーションを開いてシーンを構築し、再生ボタンを押し、リアルタイム測定とガイド付きチュートリアルで探索しましょう。