Optik

Sammansatt mikroskop (vinkel)

Ett objektiv med kort brännvidd och ett okular ger tillsammans stor vinkelförstoring för små föremål på nära håll.

Sammansatt mikroskop (vinkel) — interaktiv Optik-simulering. Ett objektiv med kort brännvidd och ett okular ger tillsammans stor vinkelförstoring för små föremål på nära håll. Gratis virtuellt fysiklabb i webbläsaren med SI-mätningar i realtid och en guidad genomgång.

sammansatt mikroskop

Ett kortbrännviddigt objektiv och okular multipliceras till en stor vinkelförstoring för mycket små närliggande objekt.

Objektivet skapar en förstorad verklig bild strax innanför okularets brännpunkt; okularet fungerar sedan som förstoringsglas på den bilden. Total vinkelförstoring är approximativt produkten av objektivets tvärförstoring och okularets förstoringsförmåga — typiskt hundratals gånger för biologiskt arbete.

M = M_obj × M_eye
Vinkelförstoring

Undersökningsblad

Planera frågan innan du öppnar labbet

Sammanfattningen speglar den förrenderade sidan: drivande fråga, konkurrerande förutsägelser, variablernas roller, styrande lagar, uppställning, analys- och utvidgningsfrågor förblir synliga och i den här ordningen.

Drivande fråga

Ett sammansatt mikroskop använder en objektivlins med kort brännvidd nära preparatet, följt av ett okular. Uppnår användningen av två linser i följd mycket högre förstoring än vad någon av linserna skulle kunna ensam?

Förutsägelser att väga

Ja — att kedja ihop två måttliga förstoringar multiplicerar dem, vilket ger en mycket högre total förstoring än en enda lins.
Nej — att använda två linser ökar inte förstoringen bortom en enda lins gräns.
Förstoringen beror bara på okularet, inte på objektivet.

Variablernas roller

Det du ställer in:

Preparatavstånd från objektivet (cm)

Det du mäter:

Objektivets bildavstånd (cm)
Systemförstoring M

Så går undersökningen till

Öppna förinställningen Sammansatt mikroskop och tryck på Återställ. Objektivet har f = 6 cm; okularet har f = 8 cm, med 22 cm mellanrum.
Aktivera avläsningarna av objektivets bildavstånd och systemförstoringen.
Ställ in preparatets avstånd från objektivet för varje försök och notera objektivets bildavstånd och systemets totala förstoring.

Styrande ekvation

Förstoring i tvåstegsmikroskop — M = m₁·m₂·…

Ett sammansatt mikroskops totala förstoring är produkten av objektivets förstoring (som avbildar preparatet) och okularets förstoring (som avbildar mellanbilden på nytt): M = m_objective × m_eyepiece.

Det det utskrivbara arbetsbladet ber eleverna räkna ut

Beräkna för ett försök objektivets bildavstånd d_i1 ur 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1 (f₁ = 6 cm), sedan okularets föremålsavstånd d_o2 = 22 − d_i1, sedan dess bildavstånd d_i2 ur 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 8 cm). Slutligen M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Jämför M med tabellen.
Denna förinställnings standardpreparatavstånd (12 cm) ger M = 4. Förklara, med hjälp av kedjeberäkningen, hur en måttlig objektivförstoring kombinerad med en måttlig okularförstoring hopar sig till ett mycket större totalt tal.

Var det här syns utanför labbet

Ett preparat som placeras strax utanför objektivets brännvidd (som i detta experiment) ger en stor första förstoringsgrad. Förklara varför mikroskopobjektiv konstrueras med mycket korta brännvidder (några mm i verkliga instrument) för att maximera denna effekt.
Sammansatta mikroskop kan inte förstora i oändlighet — bortom en viss punkt förstorar ytterligare förstoring bara oskärpan utan att avslöja nya detaljer, begränsat av ljusets egen våglängd (diffraktion). Varför skulle det inte lösa denna grundläggande gräns att helt enkelt lägga till fler linssteg?

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

Välkommen till Sammansatt mikroskop
Välj objektet
Tryck på Spela upp
Objektiv plus okular
Öppna panelen Egenskaper
Klart!

Öppna den interaktiva simuleringen för att bygga scenen, tryck på Spela och utforska med mätningar i realtid och en guidad genomgång.

Öppna interaktivt labb →

Ladda ner labblad →

Tunnlinsformeln