Mikroskop złożony: długość tubusu i powiększenie

1 · Prognoza

Obiektyw i okular mikroskopu złożonego mają stałe ogniskowe, ale pozycję okularu — długość tubusu — nadal można regulować. Czy zmiana długości tubusu zmienia całkowite (układowe) powiększenie mikroskopu, mimo że ogniskowa żadnej soczewki się nie zmienia?

• Nie — długość tubusu nie wpływa na powiększenie całkowite, tylko ogniskowe soczewek.
• Liczy się tylko ogniskowa okularu, nie to, jak daleko znajduje się od obiektywu.
• Tak — zwiększenie długości tubusu przybliża okular do jego własnego ogniska (względem rzeczywistego obrazu tworzonego przez obiektyw), co zwiększa własne powiększenie okularu i mnoży się w większe całkowite powiększenie układu.

2 · Przygotowanie

1. Otwórz preset microscope i naciśnij Reset. Obiektyw (f_o = 8 cm, przy stałej odległości próbki) tworzy obraz rzeczywisty; okular ma f_e = 25 cm.
2. Włącz odczyt powiększenia układu (całkowite M łańcucha obrazów dwóch soczewek).
3. Ustaw długość tubusu (rozstaw obiektyw–okular) dla każdej próby i zapisz wynikowe powiększenie układu.

3 · Zbieranie danych

Narysuj powiększenie układu M (oś y) względem długości tubusu L (oś x) dla trzech prób. Czy zależność jest linią prostą?

4 · Analiza

1. Dla jednej próby najpierw znajdź odległość obrazu obiektywu d_i1 z 1/f_o = 1/d_o1 + 1/d_i1 (d_o1 = 9,6 cm; f_o = 8 cm — pozostaje taka sama przy każdej długości tubusu). Następnie znajdź odległość przedmiotu okularu d_o2 = L − d_i1, i jego odległość obrazu d_i2 z 1/f_e = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f_e = 25 cm). Na koniec M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Porównaj M z tabelą.
2. Wyjaśnij, dlaczego własne powiększenie obiektywu pozostaje stałe we wszystkich trzech próbach, podczas gdy powiększenie okularu — a więc i całkowite powiększenie układu — zmienia się wraz z długością tubusu.

5 · Rozszerzenie

1. Porównaj powiększenie układu tego eksperymentu z M = N/f eksperymentu simple-magnifier. Wyjaśnij, dlaczego połączenie dwóch rzeczywistych obrazów soczewek w łańcuch może pomnożyć powiększenie daleko poza to, co mogłaby dać sama jedna soczewka.
2. Prawdziwe mikroskopy historycznie standaryzowały konkretne długości tubusów (jak 160 mm), by obiektywy i okulary różnych producentów można było przewidywalnie łączyć. Wyjaśnij, dlaczego standaryzacja długości tubusu — nie tylko ogniskowej każdej soczewki — ma znaczenie dla wymiennych części mikroskopu.

Fizyka tego eksperymentu

← Wróć do eksperymentu

138 bezpłatnych kart pracy z fizyki do druku