복합 현미경: 고배율을 위한 두 개의 렌즈

1 · 예측

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?

• 그렇습니다. 두 개의 중간 배율을 연결하면 두 배율이 늘어나 단일 렌즈보다 전체 배율이 훨씬 높아집니다.
• 아니요. 두 개의 렌즈를 사용해도 단일 렌즈의 한계 이상으로 배율이 증가하지 않습니다.
• 배율은 대물렌즈가 아닌 접안렌즈에만 의존합니다.

2 · 설정

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

3 · 데이터 수집

세 번의 시행에 대해 시스템 배율 M(y축)을 표본 거리(x축)에 대해 그래프로 그리세요.

4 · 분석

1. 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.
2. 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.

5 · 확장

1. 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.
2. 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?

이 실험의 물리학

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