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.

Optika sestavljenega mikroskopa

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
• Dvolečni sistem

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

Objektiv in okular sestavljenega mikroskopa imata fiksni goriščni razdalji, vendar je položaj okularja — dolžino tubusa — še vedno mogoče prilagoditi. Ali sprememba dolžine tubusa spremeni skupno (sistemsko) povečavo mikroskopa, čeprav se goriščna razdalja nobene leče ne spremeni?

Predvidevanja za pretehtanje

• Ne — dolžina tubusa ne vpliva na skupno povečavo, samo posamične goriščne razdalje leč.
• Pomembna je samo goriščna razdalja okularja, ne kako daleč je od objektiva.
• Da — povečanje dolžine tubusa premakne okular bliže njegovemu lastnemu gorišču (glede na resnično sliko, ki jo tvori objektiv), kar poveča lastno povečavo okularja in se pomnoži v večjo skupno povečavo sistema.

Vloge spremenljivk

Kaj nastaviš:

• Dolžina tubusa L (cm)

Kaj izmeriš:

• Povečava sistema M

Kako poteka preiskava

1. Odpri prednastavitev microscope in pritisni Ponastavi. Objektiv (f_o = 8 cm, pri fiksni razdalji vzorca) tvori resnično sliko; okular ima f_e = 25 cm.
2. Omogoči odčitek povečave sistema (skupni M verige slik obeh leč).
3. Nastavi dolžino tubusa (ločitev objektiv-okular) za vsak poskus in zabeleži nastalo povečavo sistema.

Vodilna enačba

Povečava sistema sestavljenega mikroskopa — M = m₁·m₂·…

Skupna povečava sestavljenega mikroskopa je zmnožek lastnih povečav slike objektiva in okularja, M = m_o × m_e — vsaka najdena iz enačbe tanke leče z uporabo resnične verige slik obeh leč, ne iz idealizirane formule kotne povečave.

Kaj natisnjivi delovni list od učencev zahteva izračunati

• Za en poskus najprej najdi razdaljo slike objektiva d_i1 iz 1/f_o = 1/d_o1 + 1/d_i1 (d_o1 = 9,6 cm, f_o = 8 cm — ostane enaka pri vsaki dolžini tubusa). Nato najdi razdaljo predmeta okularja d_o2 = L − d_i1, in njegovo razdaljo slike d_i2 iz 1/f_e = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f_e = 25 cm). Nazadnje M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Primerjaj M s tabelo.
• Razloži, zakaj lastna povečava objektiva ostane konstantna v vseh treh poskusih, medtem ko se povečava okularja — in torej skupna povečava sistema — spreminja z dolžino tubusa.

Kje se to pokaže onkraj laboratorija

• Primerjaj povečavo sistema tega poskusa z M = N/f poskusa simple-magnifier. Razloži, zakaj lahko veriženje dveh resničnih slik leč pomnoži povečavo daleč preko tega, kar bi lahko ustvarila katerakoli leča sama.
• Pravi mikroskopi so se zgodovinsko standardizirali na določene dolžine tubusov (kot 160 mm), da bi se objektivi in okularji različnih proizvajalcev lahko mešali in ujemali predvidljivo. Razloži, zakaj standardizacija dolžine tubusa — ne le goriščne razdalje vsake leče — šteje za zamenljive dele mikroskopa.

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

1. Dobrodošli pri mikroskopu
2. Izberi objektiv
3. Pritisni Predvajaj
4. Dvostopenjska povečava
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