Basit Büyüteç: Açısal Büyütme
1 · Tahmin Et
Rahat bir gözle kullanılan basit bir büyüteç, nesnesini tam olarak merceğin odak noktasına yerleştirir. Daha kısa odak uzaklığına sahip bir mercek, daha yüksek veya daha düşük bir açısal büyütme sağlar mı?
- Daha kısa odak uzaklığı daha düşük büyütme sağlar.
- Büyütme merceğin odak uzunluğuna bağlı değildir.
- Daha yüksek — daha kısa bir odak uzaklığı, nesneye gözün yardımsız yakın noktasının izin verebileceğinden çok daha fazla yaklaşmanıza olanak tanır ve daha büyük bir görünür açısal boyut üretir.
2 · Kurulum
- Basit büyüteç ön ayarını açın ve Sıfırla'ya basın. Nesne tam olarak merceğin odak noktasında bulunur (rahat gözle izleme, sonsuzdaki sanal görüntü).
- Açısal büyütme okumasını etkinleştirin.
- Her deneme için merceğin odak uzaklığını ayarlayın ve elde edilen açısal büyütmeyi kaydedin.
3 · Veri Toplayın
| Lens odak uzaklığı f (cm) | Açısal büyütme M |
|---|---|
| 5.00 | |
| 10.00 | |
| 15.00 |
Üç denemeniz için M'yi (y ekseni) 1/f'ye (x ekseni) göre çizin. Çizgi orijinden düz mü geçiyor?
4 · Analiz et
- Bir deneme için standart yakın nokta mesafesini N = 25 cm kullanarak M = N/f'yi hesaplayın. Tabloyla karşılaştırın.
- Daha kısa bir odak uzaklığının neden daha yüksek büyütme sağladığını açıklayın: rahat gözün nesneyi kendi yardımsız yakın noktasının izin verebileceğinden çok daha yakından görmesine olanak tanır ve nesnenin çok daha büyük bir açıya sahip olmasını sağlar.
5 · Uzat
- Çok kısa odak uzaklığına sahip büyüteçler (yüksek M verir) ayrıca çok kısa çalışma mesafelerine sahiptir (nesne neredeyse merceğe dokunuyor), bu da belirli bir büyütmeden sonra pratik olmaz. Kuyumcu merceklerinin ve basit el büyüteçlerinin neden yaklaşık 10×-20× değerini nadiren aştığını açıklayın.
- Basit bir merceğin pratikte elde edebileceğinden çok daha yüksek büyütme için, optik tasarımcılar bileşik sistemlere (bileşik mikroskop deneyi gibi) geçerler. Son derece kısa odak uzaklığına sahip bir mercek kullanmak yerine iki orta düzeyde büyütme aşamasını birbirine zincirlemenin neden pratik çözüm olduğunu açıklayın.
Bu Deneyin Arkasındaki Fizik
Basit Büyüteç Açısal Büyütme
Gevşemiş bir gözle kullanılan bir büyüteç ve odak noktasındaki nesne, M = N/f açısal büyütmesine ulaşır; burada N = 25 cm, standart yakın nokta mesafesidir. Daha kısa odak uzaklığı daha yüksek büyütme anlamına gelir.