Mărirea microscopului compus: formula completă
1 · Prezice
Mărirea unghiulară totală a unui microscop compus depinde de lungimea tubului (distanța dintre obiectiv și ocular), nu doar de distanțele lor focale individuale. Crește o lungime de tub mai mare mărirea totală?
- Nu — lungimea tubului nu afectează mărirea totală, doar distanțele focale individuale ale lentilelor o fac.
- Doar distanța focală a ocularului contează, nu lungimea tubului.
- Da — o lungime de tub mai mare crește mărirea proprie a imaginii obiectivului, care se înmulțește în mărirea totală a sistemului.
2 · Montaj
- Deschide presetarea microscope și apasă Resetează. Obiectivul are f_o = 8 cm; ocularul are f_e = 25 cm.
- Activează citirea măririi unghiulare.
- Setează lungimea tubului (separația obiectiv-ocular) pentru fiecare încercare și înregistrează mărirea rezultată.
3 · Colectează date
| Lungimea tubului L (cm) | Mărirea unghiulară M |
|---|---|
| 50.00 | |
| 70.00 | |
| 90.00 |
Plotează M (axa y) în funcție de lungimea tubului L (axa x) pentru cele trei încercări. Linia este dreaptă prin origine?
4 · Analizează
- Pentru o încercare, calculează M = −(L/f_o)·(N/f_e) folosind f_o = 8 cm, f_e = 25 cm, N = 25 cm (punct apropiat standard). Compară cu tabelul.
- Explică de ce această formulă combină un factor de mărire „lateral” (L/f_o, din imagistica obiectivului peste lungimea tubului) și un factor de mărire „unghiular” (N/f_e, din ocular acționând ca o lupă simplă pe acea imagine intermediară).
5 · Extinde
- Compară formula acestui experiment cu M = N/f al experimentului simple-magnifier. Explică de ce factorul suplimentar L/f_o al microscopului reprezintă pasul de „pre-mărire” pe care îl contribuie lentila obiectiv înainte ca ocularul să intre în scenă.
- Microscoapele reale au standardizat istoric lungimi de tub specifice (ca 160 mm) pentru ca obiective și ocularuri de la producători diferiți să poată fi combinate predictibil. Explică de ce standardizarea lui L (alături de f_o și f_e) contează pentru piesele de microscop interschimbabile.
Fizica din spatele acestui experiment
Mărirea microscopului compus
Mărirea unghiulară totală a unui microscop compus este M = −(L/f_o)(N/f_e): mărirea obiectivului peste lungimea tubului L, înmulțită cu factorul de lupă simplă al ocularului, folosind punctul apropiat standard N = 25 cm.
Optică
- Lentilă convergentă: imagini reale dincolo de 2f
- Punctul focal: unde imaginile evadează la infinit
- O lentilă ca lupă
- O lentilă divergentă: mereu virtuală, mereu micșorată
- O oglindă concavă: imagini reale ca la o lentilă convergentă
- O oglindă convexă: întotdeauna o imagine virtuală micșorată
- Oglinda plană: un caz special, invariant
- Adâncimea aparentă: de ce o piscină pare mai mică decât este
- Reflexia totală: unghiul limită
- Un releu cu două lentile: înlănțuirea imaginilor
- Microscopul compus: două lentile pentru mărire mare
- Un măritor fotografic: două lentile pentru o imagine reală, mai mare