Bileşik Mikroskop: Yüksek Büyütme için İki Lens
1 · Tahmin Et
Bileşik mikroskopta numuneye yakın bir short-focal-length objektif lens ve ardından bir göz merceği kullanılır. İki merceğin sırayla kullanılması, her iki merceğin tek başına elde edebileceğinden çok daha yüksek büyütme sağlar mı?
- Evet — iki orta dereceli büyütmeyi zincirlemek, bunları birlikte çarpar ve tek bir merceğe kıyasla çok daha yüksek bir genel büyütme sağlar.
- Hayır — iki mercek kullanmak, büyütmeyi tek bir merceğin sınırının ötesine çıkarmaz.
- Büyütme, objektife değil, yalnızca göz merceğine bağlıdır.
2 · Kurulum
- Bileşik mikroskop ön ayarını açın ve Sıfırla'ya basın. Hedef f = 6 cm'dir; göz merceğinin f = 8 cm'si vardır ve aralarında 22 cm mesafe vardır.
- Hedefin görüntü mesafesi ve sistem büyütme okumalarını etkinleştirin.
- Her deneme için numunenin hedefe olan mesafesini ayarlayın ve objektifin görüntü mesafesini ve genel sistem büyütmesini kaydedin.
3 · Veri Toplayın
| Numunenin objektife uzaklığı (cm) | Hedefin görüntü mesafesi (cm) | Sistem büyütme M |
|---|---|---|
| 10.00 | ||
| 12.00 | ||
| 14.00 |
Üç denemeniz için sistem büyütme M'yi (y ekseni) numune mesafesine (x ekseni) göre çizin.
4 · Analiz et
- Bir deneme için, 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1'den (f₁ = 6 cm) hedefin görüntü mesafesi d_i1'i, ardından göz merceğinin nesne mesafesini d_o2 = 22 − d_i1'den, ardından 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2'den (f₂ = 8 cm) görüntü mesafesi d_i2'yi hesaplayın. Son olarak M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). M'yi tabloyla karşılaştırın.
- Bu ön ayarın varsayılan örnek mesafesi (12 cm) M = 4'ü verir. Zincir hesaplamasını kullanarak, mütevazı bir objektif büyütmenin, mütevazı bir göz merceği büyütmesiyle birleştirildiğinde nasıl çok daha büyük bir toplam sayı oluşturduğunu açıklayın.
5 · Uzat
- Objektifin odak uzunluğunun hemen dışına yerleştirilen bir örnek (bu deneyde olduğu gibi), büyük bir ilk aşama büyütme üretir. Bu etkiyi en üst düzeye çıkarmak için mikroskop hedeflerinin neden çok kısa odak uzunluklarıyla (gerçek cihazlarda birkaç mm) tasarlandığını açıklayın.
- Bileşik mikroskoplar süresiz olarak büyütemez; belirli bir noktanın ötesinde büyütme, ışığın kendisinin dalga boyuyla (kırınım) sınırlanan yeni ayrıntıları ortaya çıkarmadan bulanıklığı daha da büyütür. Neden daha fazla mercek aşaması eklemek bu temel sınırı çözmüyor?
Bu Deneyin Arkasındaki Fizik
İki Aşamalı Mikroskop Büyütme
Bileşik mikroskobun genel büyütmesi, objektifin büyütmesinin (numuneyi görüntüleyen) ve göz merceğinin büyütmesinin (ara görüntünün yeniden görüntülenmesi) ürünüdür: M = m_objektif × m_göz merceği.