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 = −f₁/f₂
• 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

Ett sammansatt mikroskops totala vinkelförstoring beror på tublängden (avståndet mellan objektiv och okular), inte bara deras enskilda brännvidder. Ökar en längre tublängd den totala förstoringen?

Förutsägelser att väga

• Nej — tublängden påverkar inte den totala förstoringen, bara de enskilda linsbrännvidderna gör det.
• Bara okularets brännvidd spelar roll, inte tublängden.
• Ja — en längre tublängd ökar objektivets egen bildförstoring, som multipliceras in i systemets totala förstoring.

Variablernas roller

Det du ställer in:

• Rörlängd L (cm)

Det du mäter:

• Vinkelförstoring M

Så går undersökningen till

1. Öppna förinställningen Mikroskopet och tryck på Återställ. Objektivet har f_o = 8 cm; okularet har f_e = 25 cm.
2. Aktivera avläsningen av vinkelförstoringen.
3. Ställ in tublängden (avståndet mellan objektiv och okular) för varje försök och notera resulterande förstoring.

Styrande ekvation

Förstoring i sammansatt mikroskop — M = −(L/f_o)(N/f_e)

Ett sammansatt mikroskops totala vinkelförstoring är M = −(L/f_o)(N/f_e): objektivets förstoring över tublängden L, multiplicerat med okularets enkla förstoringsfaktor med standardnärpunkten N = 25 cm.

Det det utskrivbara arbetsbladet ber eleverna räkna ut

• Beräkna för ett försök M = −(L/f_o)·(N/f_e) med f_o = 8 cm, f_e = 25 cm, N = 25 cm (standardnärpunkt). Jämför med tabellen.
• Förklara varför denna formel kombinerar både en 'lateral' förstoringsfaktor (L/f_o, från objektivets avbildning över tublängden) och en 'vinkel-'förstoringsfaktor (N/f_e, från okularet som fungerar som ett enkelt förstoringsglas på mellanbilden).

Var det här syns utanför labbet

• Jämför detta experiments formel med simple-magnifier-experimentets M = N/f. Förklara varför mikroskopets extrafaktor L/f_o representerar 'för-förstoringssteget' som objektivlinsen bidrar med innan okularet ens kommer in i bilden.
• 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 det att standardisera L (tillsammans med f_o och f_e) spelar roll för utbytbara mikroskopdelar.

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

1. Välkommen till Mikroskopet
2. Välj objektivet
3. Tryck på Spela
4. Tvåstegsförstoring
5. Öppna panelen Egenskaper
6. Du klarade det!

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