Optika

Sestavljeni mikroskop (kotni)

Kratkogoriščni objektiv in okular se pomnožita v veliko kotno povečavo za drobne bližnje predmete.

Sestavljeni mikroskop (kotni) — interaktivna simulacija Optika. Kratkogoriščni objektiv in okular se pomnožita v veliko kotno povečavo za drobne bližnje predmete. Brezplačen virtualni fizikalni laboratorij v brskalniku z živimi meritvami SI in vodenim vodnikom.

Sestavljeni mikroskop

Kratkogoriščni objektiv in okular se pomnožita v veliko kotno povečavo za drobne bližnje predmete.

Objektiv ustvari povečano realno sliko tik znotraj gorišča okularja; okular nato deluje kot lupa na tej sliki. Skupna kotna povečava je približno produkt prečne povečave objektiva in povečevalne moči okularja — tipično stotinekrat za biološko delo.

• M = M_obj × M_eye
• Kotna povečava

Oris preiskave

Načrtuj vprašanje, preden odpreš laboratorij

Oris zrcali predizrisano stran: vodilno vprašanje, tekmujoča predvidevanja, vloge spremenljivk, vodilni zakoni, priprava, analiza in pozivi k razširitvi ostanejo vidni in v tem vrstnem redu.

Vodilno vprašanje

Sestavljeni mikroskop uporablja kratkogoriščni objektiv blizu preparata, sledi okular. Ali uporaba dveh leč zaporedno doseže precej višjo povečavo, kot bi ju kdarkoli lahko sami?

Predvidevanja za pretehtanje

• Da — verženje dveh zmernih povečav ju pomnoži, kar da precej višjo skupno povečavo kot ena sama leča.
• Ne — uporaba dveh leč ne poveča povečave onkraj meje ene leče.
• Povečava je odvisna samo od okularja, ne objektiva.

Vloge spremenljivk

Kaj nastaviš:

• Razdalja preparata od objektiva (cm)

Kaj izmeriš:

• Razdalja slike objektiva (cm)
• Povečava sistema M

Kako poteka preiskava

1. Odpri prednastavitev compound-microscope in pritisni Ponastavi. Objektiv ima f = 6 cm; okular ima f = 8 cm, ločena 22 cm.
2. Omogoči odčitka razdalje slike objektiva in povečave sistema.
3. Nastavi razdaljo preparata od objektiva za vsak poskus in zabeleži razdaljo slike objektiva in skupno povečavo sistema.

Vodilna enačba

Dvostopenjska povečava mikroskopa — M = m₁·m₂·…

Skupna povečava sestavljenega mikroskopa je produkt povečave objektiva (ki preslika preparat) in povečave okularja (ki preslika to vmesno sliko): M = m_objective × m_eyepiece.

Kaj natisnjivi delovni list od učencev zahteva izračunati

• Za en poskus izračunaj razdaljo slike objektiva d_i1 iz 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1 (f₁ = 6 cm), nato razdaljo predmeta okularja d_o2 = 22 − d_i1, nato njegovo razdaljo slike d_i2 iz 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 8 cm). Končno M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Primerjaj M s tabelo.
• Privzeta razdalja preparata te prednastavitve (12 cm) da M = 4. Z verižnim izračunom razloži, kako zmerna povečava objektiva, kombinirana z zmerno povečavo okularja, sestavi precej večjo skupno številko.

Kje se to pokaže onkraj laboratorija

• Preparat, postavljen komaj onkraj goriščne razdalje objektiva (kot v tem poskusu), proizvede veliko povečavo prve stopnje. Razloži, zakaj so objektivi mikroskopov načrtovani z zelo kratkimi goriščnimi razdaljami (nekaj mm v pravih inštrumentih), da maksimizirajo ta učinek.
• Sestavljeni mikroskopi ne morejo povečevati v nedogled — onkraj določene točke nadaljnje povečevanje le poveča zabris, ne razkrije novih podrobnosti, omejeno z valovno dolžino svetlobe same (uklon). Zakaj preprosto dodajanje več stopenj leč ne bi rešilo te temeljne meje?

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

1. Dobrodošli pri sestavljenem mikroskopu
2. Izberi predmet
3. Pritisni Predvajaj
4. Objektiv plus okular
5. Odpri ploščo Lastnosti
6. Uspelo ti je!

Odpri interaktivno simulacijo, zgradi prizor, pritisni Predvajaj in raziskuj z živimi meritvami in vodenim vodnikom.

Odpri interaktivni laboratorij →

Prenesi delovni list →

Enačba tanke leče