Optica

Samengestelde microscoop (hoek)

Een objectief en oculair met korte brandpuntsafstand vermenigvuldigen tot een grote hoekvergroting voor piepkleine voorwerpen dichtbij.

Samengestelde microscoop (hoek) — interactieve Optica-simulatie. Een objectief en oculair met korte brandpuntsafstand vermenigvuldigen tot een grote hoekvergroting voor piepkleine voorwerpen dichtbij. Gratis virtueel natuurkundelab in de browser met live SI-metingen en een begeleide rondleiding.

Optica van samengestelde microscoop

Een objectief en oculier met korte brandpuntsafstand vermenigvuldigen zich tot een grote hoekvergroting voor piepkleine voorwerpen dichtbij.

Het objectief maakt een vergroot echt beeld net binnen het brandpunt van het oculier; het oculier werkt daarna als vergrootglas op dat beeld. De totale hoekvergroting is bij benadering het product van de transversale vergroting van het objectief en de vergrotingskracht van het oculier — bij biologisch werk typisch honderden keren.

• M = −f₁/f₂
• Systeem met twee lenzen

Onderzoeksnota

Plan de vraag voordat je het lab opent

De samenvatting spiegelt de voorgerenderde pagina: leidende vraag, concurrerende voorspellingen, rollen van variabelen, bepalende wetten, opstelling, analyse- en verdiepingsvragen blijven zichtbaar en in deze volgorde.

Leidende vraag

De totale hoekvergroting van een samengestelde microscoop hangt af van de buislengte (afstand tussen objectief en oculair), niet alleen van hun afzonderlijke brandpuntsafstanden. Verhoogt een langere buislengte de totale vergroting?

Voorspellingen om te wegen

• Nee — de buislengte beïnvloedt de totale vergroting niet, alleen de afzonderlijke lensbrandpuntsafstanden doen dat.
• Alleen de brandpuntsafstand van het oculair is van belang, niet de buislengte.
• Ja — een langere buislengte vergroot de eigen beeldvergroting van het objectief, die vermenigvuldigd wordt in de totale systeemvergroting.

Rollen van variabelen

Wat je instelt:

• Pijplengte L (cm)

Wat je meet:

• Hoekvergroting M

Hoe het onderzoek verloopt

1. Open de voorinstelling microscope en druk op Herstel. Het objectief heeft f_o = 8 cm; het oculair heeft f_e = 25 cm.
2. Zet de aflezing van de hoekvergroting aan.
3. Stel voor elke meting de buislengte (afstand tussen objectief en oculair) in en noteer de resulterende vergroting.

Leidende vergelijking

Vergroting in samengestelde microscoop — M = −(L/f_o)(N/f_e)

De totale hoekvergroting van een samengestelde microscoop is M = −(L/f_o)(N/f_e): de vergroting van het objectief over de buislengte L, vermenigvuldigd met de loepfactor van het oculair met het standaard nabijheidspunt N = 25 cm.

Wat het uitprintbare werkblad leerlingen laat uitwerken

• Reken voor één meting M = −(L/f_o)·(N/f_e) uit met f_o = 8 cm, f_e = 25 cm, N = 25 cm (standaard nabijheidspunt). Vergelijk met de tabel.
• Leg uit waarom deze formule zowel een 'laterale' vergrotingsfactor (L/f_o, uit de afbeelding door het objectief over de buislengte) als een 'hoek'-vergrotende factor (N/f_e, uit het oculair dat als eenvoudige loep op dat tussenbeeld werkt) combineert.

Waar dit buiten het lab opduikt

• Vergelijk de formule van dit experiment met de M = N/f van het simple-magnifier-experiment. Leg uit waarom de extra factor L/f_o van de microscoop de 'voorvergrotings'-stap voorstelt die de objectieflens bijdraagt voordat het oculair überhaupt in het spel komt.
• Echte microscopen zijn historisch gestandaardiseerd op specifieke buislengten (zoals 160 mm), zodat objectieven en oculairs van verschillende fabrikanten voorspelbaar gemengd en gecombineerd konden worden. Leg uit waarom het standaardiseren van L (naast f_o en f_e) belangrijk is voor uitwisselbare microscooponderdelen.

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

1. Welkom bij Microscoop
2. Selecteer de objectieflens
3. Druk op Start
4. Twee-trapsvergroting
5. Open het eigenschappenpaneel
6. Gelukt!

Open de interactieve simulatie om de scène te bouwen, druk op Start en verken met live metingen en een begeleide rondleiding.

Interactief lab openen →

Werkblad downloaden →

De dunnelensformule