กำลังขยายกล้องจุลทรรศน์ประกอบ สูตรฉบับเต็ม

1 · ทำนาย

กำลังขยายเชิงมุมรวมของกล้องจุลทรรศน์ประกอบขึ้นกับความยาวท่อ (ระยะห่างเลนส์วัตถุกับเลนส์ตา) ไม่ใช่แค่ระยะโฟกัสของแต่ละเลนส์ ความยาวท่อที่มากกว่าเพิ่มกำลังขยายรวมหรือไม่

• ไม่ — ความยาวท่อไม่กระทบกำลังขยายรวม มีแต่ระยะโฟกัสของแต่ละเลนส์
• มีแต่ระยะโฟกัสของเลนส์ตาที่สำคัญ ไม่ใช่ความยาวท่อ
• ใช่ — ความยาวท่อที่มากกว่าเพิ่มกำลังขยายภาพของเลนส์วัตถุเอง ซึ่งคูณเข้ากำลังขยายรวมของระบบ

2 · จัดเตรียม

1. เปิดพรีเซ็ท microscope แล้วกดรีเซ็ต เลนส์วัตถุ f_o = 8 cm เลนส์ตา f_e = 25 cm
2. เปิดค่าแสดงกำลังขยายเชิงมุม
3. ตั้งความยาวท่อ (ระยะห่างเลนส์วัตถุถึงเลนส์ตา) ในแต่ละรอบแล้วบันทึกกำลังขยายที่ได้

3 · เก็บข้อมูล

พล็อต M (แกน y) กับความยาวท่อ L (แกน x) จากสามรอบการทดลอง เส้นตรงผ่านจุดกำเนิดหรือไม่

4 · วิเคราะห์

1. สำหรับหนึ่งรอบ จงคำนวณ M = −(L/f_o)·(N/f_e) โดยใช้ f_o = 8 cm, f_e = 25 cm, N = 25 cm (จุดใกล้มาตรฐาน) เทียบกับตาราง
2. อธิบายว่าเหตุใดสูตรนี้จึงรวมตัวคูณการขยาย “ด้านข้าง” (L/f_o จากการเกิดภาพของเลนส์วัตถุตลอดความยาวท่อ) กับตัวคูณการขยาย “เชิงมุม” (N/f_e จากเลนส์ตาที่ทำหน้าที่แว่นขยายกับภาพคั่นกลางนั้น)

5 · ต่อยอด

1. จงเทียบสูตรของการทดลองนี้กับ M = N/f ของการทดลอง simple-magnifier อธิบายว่าตัวคูณเพิ่ม L/f_o ของกล้องจุลทรรศน์แทนขั้น 'ขยายล่วงหน้า' ที่เลนส์วัตถุสร้างขึ้นก่อนเลนส์ตาจะเริ่มทำงานอย่างไร
2. กล้องจุลทรรศน์จริงในอดีตมาตรฐานความยาวท่อเฉพาะ (เช่น 160 mm) เพื่อให้เลนส์วัตถุกับเลนส์ตาจากผู้ผลิตต่างกันประกอบร่วมได้อย่างคาดเดาได้ อธิบายว่าเหตุใดการมาตรฐาน L (ควบคู่ f_o และ f_e) จึงสำคัญกับชิ้นส่วนกล้องที่ใช้แทนกันได้

ฟิสิกส์เบื้องหลังการทดลองนี้

← กลับไปการทดลอง