Zväčšenie zloženého mikroskopu: celý vzorec
1 · Predikuj
Celkové uhlové zväčšenie zloženého mikroskopu závisí na dĺžke tubusu (vzdialenosť medzi objektívom a okulárom), nie len na ich individuálnych ohniskových vzdialenostiach. Zvyšuje dlhšia dĺžka tubusu celkové zväčšenie?
- Nie — dĺžka tubusu neovplyvňuje celkové zväčšenie, len individuálne ohniskové vzdialenosti šošoviek.
- Záleží len na ohniskovej vzdialenosti okuláru, nie na dĺžke tubusu.
- Áno — dlhšia dĺžka tubusu zvyšuje vlastné zväčšenie obrazu objektívu, ktoré sa násobí do celkového zväčšenia sústavy.
2 · Priprav
- Otvor predvolbu mikroskop a stlač Resetovať. Objektív má f_o = 8 cm; okulár má f_e = 25 cm.
- Zapni odčítanie uhlového zväčšenia.
- Nastav dĺžku tubusu (oddelenie objektív–okulár) pre každý pokus a zaznamenaj výsledné zväčšenie.
3 · Zbieraj údaje
| Dĺžka tubusu L (cm) | Uhlové zväčšenie M |
|---|---|
| 50.00 | |
| 70.00 | |
| 90.00 |
Zaznamenaj M (os y) verzus dĺžku tubusu L (os x) pre svoje tri pokusy. Je priamka rovná cez začiatok?
4 · Analyzuj
- Pre jeden pokus vypočítaj M = −(L/f_o)·(N/f_e) s f_o = 8 cm, f_e = 25 cm, N = 25 cm (štandardný blízky bod). Porovnaj s tabuľkou.
- Vysvetli, prečo tento vzorec kombinuje „priečny“ činiteľ zväčšenia (L/f_o, zo zobrazovania objektívu cez dĺžku tubusu) a „uhlový“ činiteľ zväčšenia (N/f_e, z okuláru fungujúceho ako jednoduchá lupa na ten medziobraz).
5 · Rozšír
- Porovnaj vzorec tohto experimentu so vzorcom M = N/f experimentu jednoduchá lupa. Vysvetli, prečo extra činiteľ L/f_o mikroskopu predstavuje krok „predzväčšenia“, ktorý prispeje objektív ešte skôr, než sa okulár vôbec zapojí.
- Skutočné mikroskopy sa historicky štandardizovali na konkrétne dĺžky tubusu (ako 160 mm), aby objektívy a okuláre od rôznych výrobcov mohli byť miešané a párované predvídateľne. Vysvetli, prečo štandardizácia L (popri f_o a f_e) záleží na výmeniteľných častiach mikroskopu.
Fyzika za týmto experimentom
Zväčšenie zloženého mikroskopu
Celkové uhlové zväčšenie zloženého mikroskopu je M = −(L/f_o)(N/f_e): zväčšenie objektívu cez dĺžku tubusu L, násobené činiteľom jednoduchej lupy okuláru so štandardným blízkym bodom N = 25 cm.
Optika
- Spojná šošovka: skutočné obrazy za 2f
- Ohnisko: kam obrazy utekajú do nekonečna
- Šošovka ako lupa
- Rozptylná šošovka: vždy zdánlivý, vždy zmenšený
- Duté zrkadlo: skutočné obrazy ako spojná šošovka
- Vypuklé zrkadlo: vždy zmenšený zdánlivý obraz
- Rovinné zrkadlo: špeciálny, invariantný prípad
- Zdánlivá hĺbka: prečo bazén vyzerá plytší, než je
- Úplný odraz: hraničný uhol
- Dvojšošovkové relé: reťazenie obrazov
- Zložený mikroskop: dve šošovky pre vysoké zväčšenie
- Fotografický zväčšovač: dve šošovky pre skutočný, väčší obraz