Optikk

Sammensatt mikroskop (vinkel)

Et objektiv og et okular med kort brennvidde multipliseres til stor vinkelforstørrelse for bittesmå objekter i nærheten.

Sammensatt mikroskop (vinkel) — interaktiv Optikk-simulering. Et objektiv og et okular med kort brennvidde multipliseres til stor vinkelforstørrelse for bittesmå objekter i nærheten. Gratis virtuell fysikk-lab i nettleseren med SI-målinger i sanntid og en veiledet gjennomgang.

Sammensatt mikroskopoptikk

Et objektiv og et okular med kort brennvidde multipliseres til stor vinkelforstørrelse for bittesmå objekter i nærheten.

Objektivet skaper et forstørret reelt bilde like innenfor okularets brennpunkt; okularet virker deretter som et forstørrelsesglass på det bildet. Total vinkelforstørrelse er omtrent produktet av objektivets tverrgående forstørrelse og okularets forstørrelseskraft — typisk hundrevis av ganger for biologisk arbeid.

• M = −f₁/f₂
• Tolinse-system

Undersøkelsesgrunnlag

Planlegg spørsmålet før du åpner labben

Oppgavegrunnlaget speiler den forhåndsgenererte siden: problemstilling, konkurrerende prediksjoner, variabelroller, styrende lover, oppsett, analyse og videreutviklingsoppgaver forblir synlige og i denne rekkefølgen.

Problemstilling

Et sammensatt mikroskops totale vinkelforstørrelse avhenger av rørlengden (avstanden mellom objektiv og okular), ikke bare deres individuelle brennvidder. Øker en lengre rørlengde den totale forstørrelsen?

Prediksjoner å veie

• Nei — rørlengden påvirker ikke totalforstørrelsen, bare de individuelle linsebrennviddene gjør det.
• Bare okularets brennvidde betyr noe, ikke rørlengden.
• Ja — en lengre rørlengde øker objektivets egen bildeforstørrelse, som multipliseres inn i systemets totalforstørrelse.

Variabelroller

Hva du setter:

• Rørlengde L (cm)

Hva du måler:

• Vinkelforstørrelse M

Hvordan undersøkelsen foregår

1. Åpne mikroskop-forhåndsinnstillingen og trykk Nullstill. Objektivet har f_o = 8 cm; okularet har f_e = 25 cm.
2. Aktiver vinkelforstørrelse-avlesningen.
3. Sett rørlengden (objektiv-til-okular-avstand) for hvert forsøk og registrer den resulterende forstørrelsen.

Styrende likning

Sammensatt mikroskopforstørrelse — M = −(L/f_o)(N/f_e)

Et sammensatt mikroskops totale vinkelforstørrelse er M = −(L/f_o)(N/f_e): objektivets forstørrelse over rørlengden L, multiplisert med okularets enkelt-forstørrelsesglass-faktor med standard nærpunkt N = 25 cm.

Hva det utskrivbare arbeidsarket ber elevene finne ut

• For ett forsøk, beregn M = −(L/f_o)·(N/f_e) med f_o = 8 cm, f_e = 25 cm, N = 25 cm (standard nærpunkt). Sammenlign med tabellen.
• Forklar hvorfor denne formelen kombinerer både en «lateral» forstørrelsesfaktor (L/f_o, fra objektivets avbildning over rørlengden) og en «vinkelmessig» forstørrelsesfaktor (N/f_e, fra okularet som virker som et enkelt forstørrelsesglass på det mellombildet).

Hvor dette dukker opp utenfor labben

• Sammenlign dette eksperimentets formel med enkelt-forstørrelsesglass-eksperimentets M = N/f. Forklar hvorfor mikroskopets ekstra faktor L/f_o representerer «for-forstørrelses»-steget objektivlinsen bidrar med før okularet i det hele tatt blir involvert.
• Ekte mikroskoper standardiserte historisk på spesifikke rørlengder (som 160 mm) slik at objektiver og okularer fra forskjellige produsenter kunne blandes og matches forutsigbart. Forklar hvorfor standardisering av L (sammen med f_o og f_e) betyr noe for utskiftbare mikroskopdeler.

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

1. Velkommen til Mikroskop
2. Velg objektivlinsen
3. Trykk Spill av
4. Tofrinns forstørrelse
5. Åpne Egenskaper-panelet
6. Du klarte det!

Åpne den interaktive simuleringen for å bygge scenen, trykk Spill av, og utforsk med målinger i sanntid og en veiledet gjennomgang.

Åpne interaktiv lab →

Last ned arbeidsark →

Tynnlinseformelen