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 = M_obj × M_eye
- 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
Objektivet og okularet i et sammensatt mikroskop har faste brennvidder, men okularets posisjon — rørlengden — kan fortsatt justeres. Endrer det å endre rørlengden mikroskopets totale (system-)forstørrelse, selv om ingen av linsenes brennvidde endres?
Prediksjoner å veie
- Nei — rørlengden påvirker ikke totalforstørrelsen, bare de individuelle linsebrennviddene gjør det.
- Bare okularets brennvidde betyr noe, ikke hvor langt unna objektivet det sitter.
- Ja — å øke rørlengden flytter okularet nærmere sitt eget brennpunkt (i forhold til det reelle bildet objektivet danner), noe som øker okularets egen forstørrelse og multipliseres inn i en større total systemforstørrelse.
Variabelroller
Hva du setter:
- Rørlengde L (cm)
Hva du måler:
- Systemforstørrelse M
Hvordan undersøkelsen foregår
- Åpne mikroskop-forhåndsinnstillingen og trykk Nullstill. Objektivet (f_o = 8 cm, ved en fast prøveavstand) danner et reelt bilde; okularet har f_e = 25 cm.
- Aktiver avlesningen av systemforstørrelse (den totale M-en for de to linsenes bildekjede).
- Sett rørlengden (objektiv-til-okular-avstand) for hvert forsøk og registrer den resulterende systemforstørrelsen.
Styrende likning
Sammensatt mikroskops systemforstørrelse — M = m₁·m₂·…
Et sammensatt mikroskops totale forstørrelse er produktet av objektivets og okularets egne bildeforstørrelser, M = m_o × m_e — hver funnet fra tynn-linse-ligningen ved bruk av den reelle to-linse-bildekjeden, ikke fra en idealisert vinkelforstørrelsesformel.
Hva det utskrivbare arbeidsarket ber elevene finne ut
- For ett forsøk, finn først objektivets bildeavstand d_i1 fra 1/f_o = 1/d_o1 + 1/d_i1 (d_o1 = 9,6 cm, f_o = 8 cm — forblir den samme ved enhver rørlengde). Finn deretter okularets objektavstand d_o2 = L − d_i1, og dets bildeavstand d_i2 fra 1/f_e = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f_e = 25 cm). Til slutt M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Sammenlign M med tabellen.
- Forklar hvorfor objektivets egen forstørrelse forblir konstant gjennom alle tre forsøkene, mens okularets forstørrelse — og dermed den totale systemforstørrelsen — endrer seg med rørlengden.
Hvor dette dukker opp utenfor labben
- Sammenlign dette eksperimentets systemforstørrelse med enkelt-forstørrelsesglass-eksperimentets M = N/f. Forklar hvorfor det å kjede sammen to reelle linsebilder kan mangedoble forstørrelsen langt utover det hver linse alene kunne gi.
- 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 rørlengden — ikke bare brennvidden til hver linse — betyr noe for utskiftbare mikroskopdeler.
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- Velkommen til Mikroskop
- Velg objektivlinsen
- Trykk Spill av
- Tofrinns forstørrelse
- Åpne Egenskaper-panelet
- Du klarte det!
Åpne den interaktive simuleringen for å bygge scenen, trykk Spill av, og utforsk med målinger i sanntid og en veiledet gjennomgang.
Optikk
- Samlende linse — reelt bilde
- Brennpunkt — parallelle stråler
- Forstørrelsesglass (objekt innenfor f)
- Spredende linse — virtuelt bilde
- Konkavt speil — reelt bilde
- Konveks speil — virtuelt bilde
- Planspeil
- Tilsynelatende dybde (flat grenseflate)
- Total indre refleksjon
- Tolinse-relé
- Sammensatt mikroskop (vinkel)
- Tolinse-forstørrer