Optika

Sudėtinis mikroskopas (kampinis)

Trumpo židinio nuotolio objektyvas ir okuliaras sudaugina į didelį kampinį didinimą mažiems artimiems daiktams.

Sudėtinis mikroskopas (kampinis) — interaktyvi Optika simuliacija. Trumpo židinio nuotolio objektyvas ir okuliaras sudaugina į didelį kampinį didinimą mažiems artimiems daiktams. Nemokama naršyklės virtuali fizikos laboratorija su gyvais SI matavimais ir vedama instrukcija.

Sudėtinis mikroskopas

Trumpo židinio objektyvas ir okuliaras sudaugina į didelį kampinį didinimą mažiems artimiems daiktams.

Objektyvas sukuria padidintą realų atvaizdą vos okuliaro židinio taško viduje; okuliaras tada veikia kaip lupa tam atvaizdui. Bendrasis kampinis didinimas apytiksliai lygus objektyvo skersinio didinimo ir okuliaro didinimo galios sandaugai — paprastai šimtai kartų biologiniam darbui.

M = M_obj × M_eye
Kampinis didinimas

Tyrimo santrauka

Suplanuok klausimą dar prieš atidarydamas laboratoriją

Santrauka atspindi iš anksto sugeneruotą puslapį: pagrindinis klausimas, konkuruojantys spėjimai, kintamųjų vaidmenys, valdantys dėsniai, sąranka, analizė ir pratęsimo raginimai išlieka matomi ir būtent šia tvarka.

Pagrindinis klausimas

Sudėtinis mikroskopas naudoja trumpo židinio nuotolio objektyvą arti preparato, po kurio eina okuliaras. Ar dviejų lęšių nuoseklus naudojimas pasiekia gerokai didesnį didinimą nei bet kuris lęšis vienas galėtų?

Svarstytini spėjimai

Taip — dviejų vidutinių didinimų grandininimas daugina juos, duodamas gerokai didesnį bendrąjį didinimą nei vienas lęšis.
Ne — dviejų lęšių naudojimas nedidina didinimo už vieno lęšio ribos.
Didinimas priklauso tik nuo okuliaro, ne nuo objektyvo.

Kintamųjų vaidmenys

Ką tu nustatai:

Preparato atstumas nuo objektyvo (cm)

Ką tu matauji:

Objektyvo atvaizdo atstumas (cm)
Sistemos didinimas M

Kaip vyksta tyrimas

Atidaryk „Sudėtinis mikroskopas“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. Objektyvas turi f = 6 cm; okuliaras turi f = 8 cm, atskirti 22 cm.
Įjunk objektyvo atvaizdo atstumo ir sistemos didinimo rodmenis.
Nustatyk preparato atstumą nuo objektyvo kiekvienam bandymui ir užsirašyk objektyvo atvaizdo atstumą bei bendrąjį sistemos didinimą.

Valdančioji lygtis

Dviejų pakopų mikroskopo didinimas — M = m₁·m₂·…

Sudėtinio mikroskopo bendrasis didinimas yra objektyvo didinimo (atvaizduojančio preparatą) ir okuliaro didinimo (vėl atvaizduojančio tą tarpinį atvaizdą) sandauga: M = m_objective × m_eyepiece.

Ką spausdinamasis darbo lapas prašo mokinių apskaičiuoti

Vienam bandymui apskaičiuok objektyvo atvaizdo atstumą d_i1 iš 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1 (f₁ = 6 cm), tada okuliaro daikto atstumą d_o2 = 22 − d_i1, tada jo atvaizdo atstumą d_i2 iš 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 8 cm). Galiausiai M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Palygink M su lentele.
Šio eksperimento numatytasis preparato atstumas (12 cm) duoda M = 4. Paaiškink, naudodamas grandininį skaičiavimą, kaip kuklus objektyvo didinimas, sujungtas su kukliu okuliaro didinimu, sudaro gerokai didesnį bendrąjį skaičių.

Kur tai pasirodo už laboratorijos ribų

Preparatas, pastatytas vos vos už objektyvo židinio nuotolio (kaip šiame eksperimente), gamina didelį pirmosios pakopos didinimą. Paaiškink, kodėl mikroskopo objektyvai projektuojami su labai trumpais židinio nuotoliais (keli mm realiuose prietaisuose), kad maksimizuotų šį efektą.
Sudėtiniai mikroskopai negali didinti be galo — už tam tikros taškes tolesnis didinimas tik padidina suliejimą neatskleisdamas naujų detalių, ribojamas pačios šviesos bangos ilgio (difrakcija). Kodėl paprastas daugiau lęšių pakopų pridėjimas gali neišspręsti šios fundamentulios ribos?

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

Sveiki atvykę prie sudėtinio mikroskopo
Pasirink daiktą
Spausk Leisti
Objektyvas plius okuliaras
Atidaryk Savybių skydą
Tau pavyko!

Atidaryk interaktyvią simuliaciją, sukurk sceną, spausk Leisti ir tyrinėk su gyvais matavimais bei vedama instrukcija.

Atidaryk interaktyvią laboratoriją →

Atsisiųsti darbo lapą →

Plonojo lęšio lygtis