광학

복합 현미경 (각배율)

초점거리가 짧은 대물렌즈와 접안렌즈가 곱해져 가까운 작은 물체에 큰 각배율을 만듭니다.

복합 현미경 (각배율) — 인터랙티브 광학 시뮬레이션. 초점거리가 짧은 대물렌즈와 접안렌즈가 곱해져 가까운 작은 물체에 큰 각배율을 만듭니다. 실시간 SI 측정값과 안내형 튜토리얼을 제공하는 무료 브라우저 기반 가상 물리 실험실입니다.

복합 현미경

단초점 대물 렌즈와 접안 렌즈가 곱해져 작은 근거리 물체에 큰 각 확대율을 줍니다.

대물렌즈는 접안렌즈 초점 바로 안쪽에 확대된 실상을 만들고, 접안렌즈는 그 상에 대해 돋보기처럼 작용합니다. 전체 각배율은 대물렌즈의 횡배율과 접안렌즈의 배율의 곱에 가까우며 — 생물학적 관찰에서는 보통 수백 배에 달합니다.

조사 개요

이 브리프는 사전 렌더링된 페이지를 반영합니다. 탐구 질문, 서로 다른 예측, 변수의 역할, 지배 법칙, 설정, 분석 및 확장 질문을 이 순서로 계속 표시합니다.

복합 현미경은 표본에 가까운 short-focal-length 대물렌즈와 접안렌즈를 사용합니다. 두 개의 렌즈를 연속해서 사용하면 두 렌즈만 사용할 때보다 훨씬 더 높은 배율을 얻을 수 있습니까?

설정하는 것:

측정하는 것:

compound-microscope 사전 설정을 열고 재설정을 누릅니다. 대물렌즈는 f = 6cm입니다. 접안렌즈의 f = 8cm는 22cm로 구분됩니다.
대물렌즈의 상 거리 및 시스템 배율 표시를 활성화하세요.
각 시행의 목표로부터 표본의 거리를 설정하고 목표의 이미지 거리와 전체 시스템 배율을 기록합니다.

2단계 현미경 배율 — M = m₁·m₂·…

복합 현미경의 전체 배율은 대물렌즈의 배율(표본을 결상)과 접안렌즈의 배율(그 중간상을 다시 결상)의 곱입니다: M = m_objective × m_eyepiece.

한 번의 시행에서는 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1(f₁ = 6cm)에서 대물렌즈의 이미지 거리 d_i1을 계산하고, 접안렌즈의 객체 거리 d_o2 = 22 − d_i1, 그런 다음 1/f² = 1/d_o2 + 1/d_i2(f₂ = 8cm)에서 이미지 거리 d_i2를 계산합니다. 마지막으로 M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2)입니다. M을 테이블과 비교하십시오.
이 사전 설정의 기본 표본 거리(12cm)는 M = 4입니다. 체인 계산을 사용하여 적당한 대물렌즈 배율과 적당한 접안렌즈 배율이 어떻게 결합되어 훨씬 더 큰 전체 숫자로 결합되는지 설명합니다.

이 실험에서처럼 표본을 대물렌즈 초점거리에서 아주 살짝 벗어난 곳에 놓으면 1단계 배율이 크게 나타납니다. 실제 기기에서 현미경 대물렌즈가 이 효과를 극대화하기 위해 매우 짧은 초점거리(수 mm)로 설계되는 이유를 설명하세요.
복합 현미경은 무한정 확대할 수 없습니다. 특정 지점 이상으로 확대하면 빛 자체의 파장(회절)에 의해 제한되는 새로운 세부 사항을 드러내지 않고 흐릿하게 확대될 뿐입니다. 단순히 렌즈 무대를 추가하는 것만으로는 이러한 근본적인 한계를 해결할 수 없는 이유는 무엇입니까?

대화형 시뮬레이션을 열어 장면을 빌드하고 재생을 누른 뒤, 실시간 측정 및 가이드 튜토리얼과 함께 탐구해 보세요.