Оптика

Микроскоп (угловое увеличение)

Короткофокусный объектив и окуляр перемножаются в большое угловое увеличение для крошечных близких предметов.

Микроскоп (угловое увеличение) — интерактивная симуляция (Оптика). Короткофокусный объектив и окуляр перемножаются в большое угловое увеличение для крошечных близких предметов. Бесплатная виртуальная физическая лаборатория в браузере с живыми измерениями в СИ и сопровождаемым туром.

Оптика микроскопа

Короткофокусный объектив и окуляр перемножаются в большое угловое увеличение для крошечных близких предметов.

Объектив создаёт увеличенное действительное изображение чуть внутри фокуса окуляра; окуляр затем работает как лупа над этим изображением. Полное угловое увеличение приближённо равно произведению поперечного увеличения объектива и увеличивающей силы окуляра — обычно сотни раз для биологической работы.

• M = −f₁/f₂
• Двухлинзовая система

Краткое описание исследования

Спланируйте вопрос до открытия лаборатории

Краткое описание повторяет предрендеренную страницу: движущий вопрос, конкурирующие прогнозы, роли переменных, определяющие законы, ход работы, анализ и задания для развития остаются видимыми и в этом порядке.

Движущий вопрос

Полное угловое увеличение микроскопа зависит от длины тубуса (расстояния между объективом и окуляром), а не только от их фокусов. Более длинный тубус увеличивает общее увеличение?

Прогнозы для взвешивания

• Нет — длина тубуса не влияет на общее увеличение, только отдельные фокусы линз.
• Важен только фокус окуляра, не длина тубуса.
• Да — более длинный тубус увеличивает собственное увеличение объектива, перемножающееся в общее увеличение системы.

Роли переменных

Что вы задали:

• Длина тубуса L (cm)

Что вы измеряете:

• Угловое увеличение M

Как идёт исследование

1. Откройте пресет microscope и нажмите «Сброс». У объектива f_o = 8 см; у окуляра f_e = 25 см.
2. Включите показание углового увеличения.
3. Задайте длину тубуса (расстояние объектив-окуляр) для каждой пробы и запишите итоговое увеличение.

Определяющее уравнение

Увеличение микроскопа — M = −(L/f_o)(N/f_e)

Полное угловое увеличение составного микроскопа равно M = −(L/f_o)(N/f_e): увеличение объектива на длине тубуса L, умноженное на коэффициент окуляра как простой лупы со стандартной ближней точкой N = 25 см.

Что печатный рабочий лист предлагает учащимся вывести

• Для одной пробы вычислите M = −(L/f_o)·(N/f_e), используя f_o = 8 см; f_e = 25 см; N = 25 см (стандартная ближняя точка). Сравните с таблицей.
• Объясните, почему эта формула сочетает «поперечный» множитель увеличения (L/f_o, от построения изображения объективом по длине тубуса) и «угловой» множитель (N/f_e, от окуляра как лупы над промежуточным изображением).

Где это проявляется за пределами лаборатории

• Сравните формулу этого эксперимента с M = N/f эксперимента simple-magnifier. Объясните, почему дополнительный множитель L/f_o у микроскопа представляет «предварительное увеличение», которое вносит объектив ещё до того, как вступает окуляр.
• Реальные микроскопы исторически стандартизировали длины тубуса (как 160 mm), чтобы объективы и окуляры разных производителей предсказуемо сочетались. Объясните, почему стандартизация L (наряду с f_o и f_e) важна для взаимозаменяемых частей микроскопа.

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

1. Добро пожаловать к микроскопу
2. Выберите объектив
3. Нажмите Play
4. Двухступенчатое увеличение
5. Откройте панель свойств
6. Готово!

Откройте интерактивную симуляцию, чтобы собрать сцену, нажать Play и исследовать с живыми измерениями и сопровождаемым туром.

Открыть интерактивную лабораторию →

Скачать рабочий лист →

Формула тонкой линзы