Optika

Saliktais mikroskops (leņķiskais)

Īsfokusa objektīvs un okulārs reizinās lielā leņķiskajā palielinājumā sīkiem tuviem priekšmetiem.

Saliktais mikroskops (leņķiskais) — interaktīva Optika simulācija. Īsfokusa objektīvs un okulārs reizinās lielā leņķiskajā palielinājumā sīkiem tuviem priekšmetiem. Bezmaksas virtuālā fizikas laboratorija pārlūkā ar reāllaika SI mērījumiem un vadītu pamācību.

Saliktā mikroskopa optika

Īsfokusa objektīvs un okulārs reizinās lielā leņķiskajā palielinājumā sīkiem tuviem priekšmetiem.

Objektīvs rada palielinātu reālu tēlu tikko okulāra fokusa iekšpusē; okulārs tad darbojas kā palielināmais stikls uz šo tēlu. Kopējais leņķiskais palielinājums ir aptuveni objektīva šķērseniskā palielinājuma un okulāra palielināmās jaudas reizinājums — parasti simtiem reižu bioloģiskajam darbam.

• M = M_obj × M_eye
• Divu lēcu sistēma

Izpētes kopsavilkums

Izplāno jautājumu, pirms atver laboratoriju

Īss apraksts atspoguļo iepriekšrenderēto lapu: virzošais jautājums, konkurējošās prognozes, mainīgo lielumu lomas, noteicošie likumi, iestatījums, analīze un paplašinājuma jautājumi paliek redzami un šajā secībā.

Virzošais jautājums

Saliktā mikroskopa objektīvam un okulāram ir fiksēti fokusa attālumi, taču okulāra novietojumu — caurules garumu — joprojām var pielāgot. Vai caurules garuma maiņa maina mikroskopa kopējo (sistēmas) palielinājumu, kaut arī neviena no lēcām fokusa attālums nemainās?

Prognozes, ko svērt

• Nē — caurules garums neietekmē kopējo palielinājumu, tikai atsevišķie lēcu fokusa attālumi.
• Tikai okulāra fokusa attālums svarīgs, nevis tas, cik tālu tas atrodas no objektīva.
• Jā — caurules garuma palielināšana pietuvina okulāru tā paša fokusa punktam (attiecībā pret objektīva veidoto reālo attēlu), kas palielina okulāra paša palielinājumu un savairojas lielākā kopējā sistēmas palielinājumā.

Lielumu lomas

Ko tu iestati:

• Caurules garums L (cm)

Ko tu mēri:

• Sistēmas palielinājums M

Kā izpēte norit

1. Atver mikroskopa eksperimentu un nospied Atiestatīt. Objektīvs (f_o = 8 cm, pie fiksēta parauga attāluma) veido reālu attēlu; okulāram ir f_e = 25 cm.
2. Ieslēdz sistēmas palielinājuma rādījumu (kopējo M abu lēcu attēlveidošanas ķēdei).
3. Iestati caurules garumu (objektīva-uz-okulāru atstatumu) katram mēģinājumam un ieraksti iegūto sistēmas palielinājumu.

Noteicošais vienādojums

Saliktā mikroskopa sistēmas palielinājums — M = m₁·m₂·…

Saliktā mikroskopa kopējais palielinājums ir objektīva un okulāra pašu attēla palielinājumu reizinājums, M = m_o × m_e — katrs atrasts no plānās lēcas vienādojuma, izmantojot reālo abu lēcu attēlveidošanas ķēdi, nevis idealizētu leņķiskā palielinājuma formulu.

Ko drukājamā darba lapa liek skolēniem izrēķināt

• Vienam mēģinājumam vispirms atrodi objektīva attēla attālumu d_i1 no 1/f_o = 1/d_o1 + 1/d_i1 (d_o1 = 9,6 cm, f_o = 8 cm — paliek tāds pats pie jebkura caurules garuma). Tad atrodi okulāra priekšmeta attālumu d_o2 = L − d_i1, un tā attēla attālumu d_i2 no 1/f_e = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f_e = 25 cm). Visbeidzot M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Salīdzini M ar tabulu.
• Izskaidro, kāpēc objektīva paša palielinājums paliek nemainīgs visos trīs mēģinājumos, kamēr okulāra palielinājums — un tātad kopējais sistēmas palielinājums — mainās līdz ar caurules garumu.

Kur tas parādās ārpus laboratorijas

• Salīdzini šī eksperimenta sistēmas palielinājumu ar vienkāršā palielināmā stikla eksperimenta M = N/f. Izskaidro, kāpēc divu reālu lēcu attēlu savienošana ķēdē var palielinājumu savairot tālu pāri tam, ko jebkura lēca viena pati varētu radīt.
• Īstie mikroskopi vēsturiski standartizēja uz specifiskiem caurules garumiem (kā 160 mm), lai objektīvus un okulārus no dažādiem ražotājiem varētu jaukt un saderināt prognozējami. Izskaidro, kāpēc caurules garuma standartizācija — ne tikai katras lēcas fokusa attālums — svarīga apmaināmām mikroskopa daļām.

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

1. Sveicināts mikroskopa eksperimentā
2. Atlasīts objektīva lēcu
3. Nospied „Atskaņot”
4. Divpakāpju palielinājums
5. Atver Īpašību paneli
6. Tev izdevās!

Atver interaktīvo simulāciju, lai uzbūvētu ainu, spiestu „Atskaņot“ un izpētītu to ar reāllaika mērījumiem un vadītu pamācību.

Atvērt interaktīvo laboratoriju →

Lejupielādēt darba lapu →

Plānās lēcas vienādojums