Det sammansatta mikroskopet: Två linser för hög förstoring

1 · Förutsäg

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?

• 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.

2 · Uppbyggnad

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

3 · Samla data

Rita systemförstoringen M (y-axeln) mot preparatavståndet (x-axeln) för dina tre försök.

4 · Analysera

1. 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.
2. 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.

5 · Utvidga

1. 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.
2. 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?

Fysiken bakom det här experimentet

← Tillbaka till experimentet

138 gratis utskrivbara labblad i fysik