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 mikroskops optik
Ett objektiv och ett okular med kort brännvidd ger tillsammans en stor vinkelförstoring av mycket små närliggande föremål.
Objektivet skapar en förstorad verklig bild strax innanför okularets brännpunkt; okularet fungerar sedan som förstoringsglas på den bilden. Den totala vinkelförstoringen är ungefär produkten av objektivets tvärförstoring och okularets förstoringsförmåga — vanligtvis flera hundra gånger för biologiskt arbete.
- M = M_obj × M_eye
- Tvålinssystem
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
Objektivet och okularet i ett sammansatt mikroskop har fasta brännvidder, men okularets position — tublängden — kan fortfarande justeras. Ändrar en ändring av tublängden mikroskopets totala (system-)förstoring, även om ingen av linsernas brännvidd ändras?
Förutsägelser att väga
- Nej — tublängden påverkar inte den totala förstoringen, bara de enskilda linsbrännvidderna gör det.
- Bara okularets brännvidd spelar roll, inte hur långt bort det sitter från objektivet.
- Ja — att öka tublängden flyttar okularet närmare sin egen brännpunkt (i förhållande till den verkliga bild objektivet bildar), vilket ökar okularets egen förstoring och multipliceras in i en större total systemförstoring.
Variablernas roller
Det du ställer in:
- Tublängd L (cm)
Det du mäter:
- Systemförstoring M
Så går undersökningen till
- Öppna förinställningen Mikroskopet och tryck på Återställ. Objektivet (f_o = 8 cm, på ett fast provavstånd) bildar en verklig bild; okularet har f_e = 25 cm.
- Aktivera avläsningen av systemförstoring (det totala M:et för de två linsernas bildkedja).
- Ställ in tublängden (avståndet mellan objektiv och okular) för varje försök och notera resulterande systemförstoring.
Styrande ekvation
Sammansatt mikroskops systemförstoring — M = m₁·m₂·…
Ett sammansatt mikroskops totala förstoring är produkten av objektivets och okularets egna bildförstoringar, M = m_o × m_e — var och en hittad från tunnlinsformeln med den verkliga tvålinsbildkedjan, inte från en idealiserad vinkelförstoringsformel.
Det det utskrivbara arbetsbladet ber eleverna räkna ut
- Beräkna för ett försök först objektivets bildavstånd d_i1 från 1/f_o = 1/d_o1 + 1/d_i1 (d_o1 = 9,6 cm, f_o = 8 cm — förblir detsamma vid vilken tublängd som helst). Beräkna sedan okularets föremålsavstånd d_o2 = L − d_i1, och dess bildavstånd d_i2 från 1/f_e = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f_e = 25 cm). Slutligen M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Jämför M med tabellen.
- Förklara varför objektivets egen förstoring förblir konstant i alla tre försöken, medan okularets förstoring — och därmed den totala systemförstoringen — ändras med tublängden.
Var det här syns utanför labbet
- Jämför detta experiments systemförstoring med simple-magnifier-experimentets M = N/f. Förklara varför det att kedja samman två verkliga linsbilder kan mångfaldiga förstoringen långt bortom vad en enda lins skulle kunna producera.
- Verkliga mikroskop standardiserade historiskt på specifika tublängder (som 160 mm) så att objektiv och okular från olika tillverkare kunde blandas och matchas förutsägbart. Förklara varför standardisering av tublängden — inte bara varje linss brännvidd — spelar roll för utbytbara mikroskopdelar.
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- Välkommen till Mikroskopet
- Välj objektivet
- Tryck på Spela
- Tvåstegsförstoring
- Öppna panelen Egenskaper
- Du klarade det!
Öppna den interaktiva simuleringen för att bygga scenen, tryck på Spela och utforska med mätningar i realtid och en guidad genomgång.
Optik
- Samlingslins — verklig bild
- Brännpunkt — parallella strålar
- Förstoringsglas (objekt inuti f)
- Spridningslins — virtuell bild
- Konkav spegel — verklig bild
- Konvex spegel — virtuell bild
- plan spegel
- Skenbart djup (plan gränsyta)
- total inre reflektion
- Relä med två linser
- Sammansatt mikroskop (vinkel)
- Förstorare med två linser