ทัศนศาสตร์
กล้องจุลทรรศน์ผสม (เชิงมุม)
เลนส์วัตถุกับเลนส์ตาโฟกัสสั้นคูณกันเป็นกำลังขยายเชิงมุมใหญ่สำหรับวัตถุจิ๋วใกล้ตา
กล้องจุลทรรศน์ผสม (เชิงมุม) — การจำลองทัศนศาสตร์แบบโต้ตอบ เลนส์วัตถุกับเลนส์ตาโฟกัสสั้นคูณกันเป็นกำลังขยายเชิงมุมใหญ่สำหรับวัตถุจิ๋วใกล้ตา ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์เสมือนบนเบราว์เซอร์ที่ใช้ฟรี พร้อมการวัด SI แบบสดและบทแนะนำ
กล้องจุลทรรศน์ผสม
เลนส์วัตถุโฟกัสสั้นกับเลนส์ตาคูณกันเป็นกำลังขยายเชิงมุมใหญ่สำหรับวัตถุเล็กใกล้ตา
เลนส์วัตถุสร้างภาพจริงขยายไว้ในจุดโฟกัสเลนส์ตาพอดี แล้วเลนส์ตาทำหน้าที่แว่นขยายกับภาพนั้น กำลังขยายเชิงมุมรวมประมาณผลคูณของกำลังขยายตามขวางของเลนส์วัตถุกับกำลังขยายของเลนส์ตา — งานชีววิทยามักได้หลายร้อยเท่า
- M = M_วัตถุ × M_ตา
- กำลังขยายเชิงมุม
สรุปการสืบสวน
วางแผนคำถามก่อนเปิดห้องแล็บ
บทสรุปสะท้อนหน้าที่เรนเดอร์ล่วงหน้า คำถามขับเคลื่อน คำทำนายที่ขัดแย้งกัน บทบาทตัวแปร กฎที่ควบคุม การตั้งค่า การวิเคราะห์ และโจทย์ต่อยอดยังแสดงและเรียงตามลำดับนี้
คำถามขับเคลื่อน
กล้องจุลทรรศน์ประกอบใช้เลนส์วัตถุระยะโฟกัสสั้นวางใกล้ตัวอย่าง ตามด้วยเลนส์ตา การใช้เลนส์สองชิ้นเรียงกันจะได้กำลังขยายสูงกว่าที่เลนส์ชิ้นใดชิ้นหนึ่งทำได้คนเดียวมากหรือไม่
คำทำนายที่ต้องชั่งใจ
- ใช่ — การต่อกำลังขยายปานกลางสองชั้นคูณกัน ให้กำลังขยายรวมสูงกว่าเลนส์เดี่ยวมาก
- ไม่ — การใช้สองเลนส์ไม่เพิ่มกำลังขยายเกินขีดของเลนส์เดี่ยว
- กำลังขยายขึ้นกับเลนส์ตาเท่านั้น ไม่ใช่เลนส์วัตถุ
บทบาทของตัวแปร
สิ่งที่คุณตั้ง:
- ระยะตัวอย่างจากเลนส์วัตถุ (cm)
สิ่งที่คุณวัด:
- ระยะภาพของเลนส์วัตถุ (cm)
- กำลังขยายระบบ M
การสืบสวนดำเนินไปอย่างไร
- เปิดพรีเซ็ท compound-microscope แล้วกดรีเซ็ต เลนส์วัตถุ f = 6 cm เลนส์ตา f = 8 cm ห่างกัน 22 cm
- เปิดค่าแสดงระยะภาพของเลนส์วัตถุและกำลังขยายระบบ
- ตั้งระยะตัวอย่างจากเลนส์วัตถุในแต่ละรอบ แล้วบันทึกระยะภาพของเลนส์วัตถุและกำลังขยายระบบโดยรวม
สมการควบคุม
กำลังขยายกล้องจุลทรรศน์สองขั้น — M = m₁·m₂·…
การขยายรวมของกล้องจุลทรรศน์ประกอบคือผลคูณของการขยายเลนส์วัตถุ (เกิดภาพตัวอย่าง) กับการขยายเลนส์ตา (เกิดภาพซ้ำภาพกลางนั้น): M = m_objective × m_eyepiece
สิ่งที่ใบงานพิมพ์ได้ให้นักเรียนคิด
- สำหรับหนึ่งรอบ จงคำนวณระยะภาพของเลนส์วัตถุจาก 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1 (f₁ = 6 cm) แล้วระยะวัตถุของเลนส์ตา d_o2 = 22 − d_i1 แล้วระยะภาพ d_i2 จาก 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 8 cm) สุดท้าย M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2) เทียบ M กับตาราง
- ระยะตัวอย่างดีฟอลต์ของพรีเซ็ทนี้ (12 cm) ให้ M = 4 จงใช้การคำนวณแบบสายโซ่อธิบายว่าการขยายของเลนส์วัตถุที่พอดี ๆ รวมกับการขยายของเลนส์ตาที่พอดี ๆ คูณกันเป็นตัวเลขรวมที่ใหญ่กว่ามากได้อย่างไร
สิ่งนี้ปรากฏที่ใดนอกห้องแล็บ
- ตัวอย่างที่วางห่างจากระยะโฟกัสของเลนส์วัตถุออกไปเพียงนิด (เช่นในการทดลองนี้) ให้กำลังขยายขั้นแรกที่ใหญ่ อธิบายว่าเหตุใดเลนส์วัตถุของกล้องจุลทรรศน์จึงออกแบบด้วยระยะโฟกัสสั้นมาก (ไม่กี่มิลลิเมตรในเครื่องจริง) เพื่อเพิ่มผลนี้ให้สูงสุด
- กล้องจุลทรรศน์ประกอบไม่สามารถขยายได้อย่างไม่จำกัด — พ้นจุดหนึ่งไป การขยายเพิ่มเพียงขยายความเบลอโดยไม่เผยรายละเอียดใหม่ โดยจำกัดด้วยความยาวคลื่นของแสงเอง (การเลี้ยวเบน) เหตุใดการเพิ่มชั้นเลนส์อีกจึงไม่แก้ขีดจำกัดพื้นฐานนี้
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- ยินดีต้อนรับสู่กล้องจุลทรรศน์เชิงประกอบ
- เลือกวัตถุ
- กดเล่น
- เลนส์วัตถุบวกเลนส์ตา
- เปิดแผงคุณสมบัติ
- ทำได้แล้ว!
เปิดการจำลองแบบโต้ตอบเพื่อสร้างฉาก กดเล่น แล้วสำรวจพร้อมการวัดสดและบทแนะนำ