Zložený mikroskop: dĺžka tubusu a zväčšenie

1 · Predikuj

Objektív a okulár zloženého mikroskopu majú pevné ohniskové vzdialenosti, ale polohu okuláru — dĺžku tubusu — možno stále upravovať. Mení zmena dĺžky tubusu celkové (systémové) zväčšenie mikroskopu, aj keď sa ohnisková vzdialenosť žiadnej šošovky nemení?

• Nie — dĺžka tubusu neovplyvňuje celkové zväčšenie, len individuálne ohniskové vzdialenosti šošoviek.
• Záleží len na ohniskovej vzdialenosti okuláru, nie na tom, ako ďaleko je od objektívu.
• Áno — predĺženie tubusu posunie okulár bližšie k jeho vlastnému ohnisku (vzhľadom na skutočný obraz, ktorý vytvára objektív), čo zvyšuje vlastné zväčšenie okuláru a násobí sa do väčšieho celkového zväčšenia sústavy.

2 · Priprav

1. Otvor predvolbu mikroskop a stlač Resetovať. Objektív (f_o = 8 cm, pri pevnej vzdialenosti vzorky) vytvára skutočný obraz; okulár má f_e = 25 cm.
2. Zapni odčítanie systémového zväčšenia (celkové M zobrazovacieho reťazca oboch šošoviek).
3. Nastav dĺžku tubusu (oddelenie objektív–okulár) pre každý pokus a zaznamenaj výsledné systémové zväčšenie.

3 · Zbieraj údaje

Zaznamenaj systémové zväčšenie M (os y) verzus dĺžku tubusu L (os x) pre svoje tri pokusy. Je vzťah priamka?

4 · Analyzuj

1. Pre jeden pokus najprv nájdi obrazovú vzdialenosť objektívu d_i1 z 1/f_o = 1/d_o1 + 1/d_i1 (d_o1 = 9,6 cm, f_o = 8 cm — zostáva rovnaká pri každej dĺžke tubusu). Potom nájdi predmetovú vzdialenosť okuláru d_o2 = L − d_i1, a jeho obrazovú vzdialenosť d_i2 z 1/f_e = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f_e = 25 cm). Nakoniec M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Porovnaj M s tabuľkou.
2. Vysvetli, prečo vlastné zväčšenie objektívu zostáva vo všetkých troch pokusoch rovnaké, zatiaľ čo zväčšenie okuláru — a teda celkové systémové zväčšenie — sa mení s dĺžkou tubusu.

5 · Rozšír

1. Porovnaj systémové zväčšenie tohto experimentu s M = N/f experimentu jednoduchá lupa. Vysvetli, prečo reťazenie dvoch skutočných obrazov šošoviek môže znásobiť zväčšenie ďaleko za to, čo by dokázala ktorákoľvek šošovka sama.
2. 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 na štandardizácii dĺžky tubusu — nielen ohniskovej vzdialenosti každej šošovky — záleží pri výmeniteľných častiach mikroskopu.

Fyzika za týmto experimentom

← Späť na experiment

138 bezplatných tlačiteľných pracovných listov z fyziky