Microscópio composto: comprimento do tubo e ampliação

1 · Prever

A objetiva e a ocular de um microscópio composto têm distâncias focais fixas, mas a posição da ocular — o comprimento do tubo — ainda pode ser ajustada. Mudar o comprimento do tubo muda a ampliação geral (do sistema) do microscópio, mesmo que a focal de nenhuma das lentes mude?

• Não – o comprimento do tubo não afeta a ampliação geral, apenas as distâncias focais individuais da lente afetam.
• Somente a distância focal da ocular importa, não a distância em que ela está da objetiva.
• Sim — aumentar o comprimento do tubo aproxima a ocular do seu próprio ponto focal (em relação à imagem real formada pela objetiva), o que aumenta a própria ampliação da ocular e se multiplica em uma ampliação geral do sistema maior.

2 · Preparar

1. Abra a predefinição do microscópio e pressione Redefinir. A objetiva (f_o = 8 cm, a uma distância de amostra fixa) forma uma imagem real; a ocular tem f_e = 25 cm.
2. Ative a leitura de ampliação do sistema (o M geral da cadeia de imagens das duas lentes).
3. Defina o comprimento do tubo (separação objetiva-ocular) para cada tentativa e registre a ampliação do sistema resultante.

3 · Coletar Dados

Plote a ampliação do sistema M (eixo y) em relação ao comprimento do tubo L (eixo x) para suas três tentativas. A relação é uma linha reta?

4 · Analisar

1. Para uma tentativa, primeiro encontre a distância de imagem da objetiva d_i1 a partir de 1/f_o = 1/d_o1 + 1/d_i1 (d_o1 = 9,6 cm, f_o = 8 cm — permanece igual em qualquer comprimento de tubo). Depois encontre a distância de objeto da ocular d_o2 = L − d_i1, e sua distância de imagem d_i2 a partir de 1/f_e = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f_e = 25 cm). Por fim M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Compare M com a tabela.
2. Explique por que a ampliação da própria objetiva permanece constante nas três tentativas, enquanto a ampliação da ocular — e portanto a ampliação geral do sistema — muda com o comprimento do tubo.

5 · Aprofundar

1. Compare a ampliação do sistema deste experimento com o M = N/f do experimento de ampliação simples. Explique por que encadear duas imagens reais de lentes pode multiplicar a ampliação muito além do que qualquer lente sozinha poderia produzir.
2. Microscópios reais historicamente padronizados em comprimentos de tubo específicos (como 160 mm) para que objetivas e oculares de diferentes fabricantes pudessem ser misturadas e combinadas de forma previsível. Explique por que padronizar o comprimento do tubo — não apenas a distância focal de cada lente — é importante para peças intercambiáveis de microscópio.

A física por trás deste experimento

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