Sammansatt mikroskop: Tublängd och förstoring

1 · Förutsäg

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?

• 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.

2 · Uppbyggnad

1. 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.
2. Aktivera avläsningen av systemförstoring (det totala M:et för de två linsernas bildkedja).
3. Ställ in tublängden (avståndet mellan objektiv och okular) för varje försök och notera resulterande systemförstoring.

3 · Samla data

Rita systemförstoring M (y-axeln) mot tublängden L (x-axeln) för dina tre försök. Är sambandet en rät linje?

4 · Analysera

1. 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.
2. Förklara varför objektivets egen förstoring förblir konstant i alla tre försöken, medan okularets förstoring — och därmed den totala systemförstoringen — ändras med tublängden.

5 · Utvidga

1. 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.
2. 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.

Fysiken bakom det här experimentet

← Tillbaka till experimentet

138 gratis utskrivbara labblad i fysik