Zložený mikroskop: dve šošovky pre vysoké zväčšenie

1 · Predikuj

Zložený mikroskop používa krátkoohniskový objektív blízko preparátu, nasledovaný okulárom. Dosahuje použitie dvoch šošoviek v poradí omnoho vyššie zväčšenie než by ktorákoľvek šošovka dokázala sama?

• Áno — reťazenie dvoch miernych zväčšení ich násobí, dávajúc omnoho vyššie celkové zväčšenie než jediná šošovka.
• Nie — použitie dvoch šošoviek nezvyšuje zväčšenie za limit jedinej šošovky.
• Zväčšenie závisí len na okulári, nie na objektíve.

2 · Priprav

1. Otvor predvolbu zložený mikroskop a stlač Resetovať. Objektív má f = 6 cm; okulár má f = 8 cm, oddelené 22 cm.
2. Zapni odčítania vzdialenosti obrazu objektívu a zväčšenia sústavy.
3. Nastav vzdialenosť preparátu od objektívu pre každý pokus a zaznamenaj vzdialenosť obrazu objektívu a celkové zväčšenie sústavy.

3 · Zbieraj údaje

Zaznamenaj zväčšenie sústavy M (os y) verzus vzdialenosť preparátu (os x) pre svoje tri pokusy.

4 · Analyzuj

1. Pre jeden pokus vypočítaj vzdialenosť obrazu objektívu d_i1 z 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1 (f₁ = 6 cm), potom vzdialenosť predmetu okuláru d_o2 = 22 − d_i1, potom jeho vzdialenosť obrazu d_i2 z 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 8 cm). Napokon M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Porovnaj M s tabuľkou.
2. Predvolená vzdialenosť preparátu tejto predvolby (12 cm) dáva M = 4. Vysvetli pomocou reťazového výpočtu, ako mierna zväčšenie objektívu skombinované s miernym zväčšením okuláru sa zloží do omnoho väčšieho celkového čísla.

5 · Rozšír

1. Preparát umiestnený len tesne za ohnisko objektívu (ako v tomto experimente) produkuje veľké zväčšenie prvého stupňa. Vysvetli, prečo objektívy mikroskopov sú dizajnované s veľmi krátkymi ohniskovými vzdialenosťami (pár mm v skutočných prístrojoch) na maximalizáciu tohto efektu.
2. Zložené mikroskopy nemôžu zväčšovať donekonečna — za istým bodom ďalšie zväčšovanie len zväčšuje rozmazanie bez odhalenia nových detailov, obmedzené samotnou vlnovou dĺžkou svetla (ohyb). Prečo by jednoduché pridanie viac šošovkových stupňov nevyriešilo tento fundamentálny limit?

Fyzika za týmto experimentom

← Späť na experiment

138 bezplatných tlačiteľných pracovných listov z fyziky