Увеличение микроскопа: полная формула

1 · Прогноз

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?

• 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.

2 · Подготовка

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.

3 · Сбор данных

Постройте M (ось y) против длины тубуса L (ось x) для трёх проб. Линия прямая через начало координат?

4 · Анализ

1. 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.
2. 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).

5 · Развитие

1. 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.
2. 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.

Физика этого эксперимента

← Вернуться к эксперименту