Sammensatt mikroskop: Rørlengde og forstørrelse

1 · Prediker

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?

• 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.

2 · Oppsett

1. 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.
2. Aktiver avlesningen av systemforstørrelse (den totale M-en for de to linsenes bildekjede).
3. Sett rørlengden (objektiv-til-okular-avstand) for hvert forsøk og registrer den resulterende systemforstørrelsen.

3 · Samle inn data

Plott systemforstørrelse M (y-akse) mot rørlengde L (x-akse) for dine tre forsøk. Er sammenhengen en rett linje?

4 · Analyser

1. 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.
2. Forklar hvorfor objektivets egen forstørrelse forblir konstant gjennom alle tre forsøkene, mens okularets forstørrelse — og dermed den totale systemforstørrelsen — endrer seg med rørlengden.

5 · Utvid

1. 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.
2. 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.

Fysikken bak dette eksperimentet

← Tilbake til eksperimentet

138 gratis, utskrivbare fysikk-arbeidsark