Microscop compus: lungimea tubului și mărirea

1 · Prezice

Obiectivul și ocularul unui microscop compus au distanțe focale fixe, dar poziția ocularului — lungimea tubului — poate fi în continuare ajustată. Schimbarea lungimii tubului schimbă mărirea totală (a sistemului) a microscopului, chiar dacă distanța focală a niciunei lentile nu se schimbă?

• Nu — lungimea tubului nu afectează mărirea totală, doar distanțele focale individuale ale lentilelor o fac.
• Doar distanța focală a ocularului contează, nu cât de departe este de obiectiv.
• Da — creșterea lungimii tubului apropie ocularul de propriul punct focal (față de imaginea reală formată de obiectiv), ceea ce crește propria mărire a ocularului și se înmulțește într-o mărire totală a sistemului mai mare.

2 · Montaj

1. Deschide presetarea microscope și apasă Resetează. Obiectivul (f_o = 8 cm, la o distanță fixă a probei) formează o imagine reală; ocularul are f_e = 25 cm.
2. Activează citirea măririi sistemului (M total al lanțului de imagini al celor două lentile).
3. Setează lungimea tubului (separația obiectiv-ocular) pentru fiecare încercare și înregistrează mărirea sistemului rezultată.

3 · Colectează date

Plotează mărirea sistemului M (axa y) în funcție de lungimea tubului L (axa x) pentru cele trei încercări. Relația este o linie dreaptă?

4 · Analizează

1. Pentru o încercare, găsește mai întâi distanța imaginii obiectivului d_i1 din 1/f_o = 1/d_o1 + 1/d_i1 (d_o1 = 9,6 cm, f_o = 8 cm — rămâne aceeași la orice lungime de tub). Apoi găsește distanța obiectului ocularului d_o2 = L − d_i1, și distanța imaginii sale d_i2 din 1/f_e = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f_e = 25 cm). În final M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Compară M cu tabelul.
2. Explică de ce propria mărire a obiectivului rămâne constantă în toate cele trei încercări, în timp ce mărirea ocularului — și deci mărirea totală a sistemului — se schimbă odată cu lungimea tubului.

5 · Extinde

1. Compară mărirea sistemului acestui experiment cu M = N/f al experimentului simple-magnifier. Explică de ce înlănțuirea a două imagini reale de lentile poate multiplica mărirea mult peste ceea ce ar putea produce oricare lentilă singură.
2. 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 lungimii tubului — nu doar distanța focală a fiecărei lentile — contează pentru piesele de microscop interschimbabile.

Fizica din spatele acestui experiment

← Înapoi la experiment

138 de fișe de laborator de fizică tipăribile gratuit