Оптика

Складний мікроскоп (кутовий)

Короткофокусний об'єктив та окуляр множать у велике кутове збільшення для крихітних близьких предметів.

Складний мікроскоп (кутовий) — інтерактивне моделювання: Оптика. Короткофокусний об'єктив та окуляр множать у велике кутове збільшення для крихітних близьких предметів. Безкоштовна браузерна віртуальна фізична лабораторія з живими вимірюваннями в СІ та керованим заняттям.

Оптика складеного мікроскопа

Короткофокусний об'єктив та окуляр множать у велике кутове збільшення для крихітних близьких предметів.

Об'єктив створює збільшене дійсне зображення ледь усередині фокуса окуляра; окуляр тоді діє як лупа на цьому зображенні. Сумарне кутове збільшення — приблизно добуток поперечного збільшення об'єктива та збільшувальної здатності окуляра — типово сотні разів для біологічних робіт.

• M = −f₁/f₂
• Дволінзова система

Короткий опис дослідження

Сплануйте запитання, перш ніж відкрити лабораторію

Короткий відповідає передрендереній сторінці: рушійне запитання, конкуруючі прогнози, ролі змінних, керівні закони, установка, аналіз і підсилення лишаються видимими та в цьому порядку.

Рушійне запитання

Сумарне кутове збільшення складеного мікроскопа залежить від довжини тубуса (відстані між об'єктивом та окуляром), не лише від їхніх окремих фокусних відстаней. Чи збільшує довший тубус загальну збільшеність?

Прогнози для зважування

• Ні — довжина тубуса не впливає на загальну збільшеність, лише окремі фокусні відстані лінз.
• Лише фокусна відстань окуляра має значення, не довжина тубуса.
• Так — довший тубус збільшує власну збільшеність зображення об'єктива, що множиться в загальне системне збільшення.

Ролі змінних

Що ви задаєте:

• Довжина тубуса L (cm)

Що ви вимірюєте:

• Кутове збільшення M

Як проходить дослідження

1. Відкрийте пресет microscope та натисніть «Скинути». Об'єктив має f_o = 8 cm; окуляр має f_e = 25 cm.
2. Увімкніть показ кутового збільшення.
3. Задайте довжину тубуса (розділення об'єктив-окуляр) для кожного заміру та запишіть результуючу збільшеність.

Керівне рівняння

Збільшеність складеного мікроскопа — M = −(L/f_o)(N/f_e)

Сумарне кутове збільшення складеного мікроскопа M = −(L/f_o)(N/f_e): збільшеність об'єктива вздовж довжини тубуса L, помножена на фактор простої лупи окуляра зі стандартною ближньою точкою N = 25 cm.

Що друкований робочий аркуш пропонує учням обчислити

• Для одного заміру обчисліть M = −(L/f_o)·(N/f_e) з f_o = 8 cm, f_e = 25 cm, N = 25 cm (стандартна ближня точка). Порівняйте з таблицею.
• Поясніть, чому ця формула поєднує «поперечний» фактор збільшення (L/f_o, від зображення об'єктива вздовж тубуса) та «кутовий» фактор (N/f_e, від окуляра як простої лупи на цьому проміжному зображенні).

Де це трапляється за межами лабораторії

• Порівняйте формулу цього експерименту з M = N/f експерименту simple-magnifier. Поясніть, чому додатковий фактор L/f_o мікроскопа представляє крок «попереднього збільшення», який вносить об'єктив до того, як окуляр узагалі починає працювати.
• Справжні мікроскопи історично стандартизували на конкретні довжини тубуса (як 160 мм), щоб об'єктиви та окуляри різних виробників можна було змішувати та поєднувати передбачувано. Поясніть, чому стандартизація L (поруч із f_o та f_e) має значення для взаємозамінних частин мікроскопа.

• AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
• General High School Physics — Light & optics
• NGSS High School Physics — Wave properties

1. Вітаємо в мікроскопі
2. Виберіть об'єктив
3. Натисніть «Запустити»
4. Двоступеневе збільшення
5. Відкрийте панель властивостей
6. У вас вийшло!

Відкрийте інтерактивне моделювання, щоб зібрати сцену, натиснути «Запустити» та дослідити з живими вимірюваннями й керованим заняттям.

Відкрити інтерактивну лабораторію →

Завантажити лабораторний аркуш →

Формула тонкої лінзи