Quang học

Kính hiển vi ghép (độ phóng đại góc)

Vật kính và thị kính tiêu cự ngắn nhân lên thành độ phóng đại góc lớn cho các vật nhỏ ở gần.

Kính hiển vi ghép (độ phóng đại góc) — mô phỏng Quang học tương tác. Vật kính và thị kính tiêu cự ngắn nhân lên thành độ phóng đại góc lớn cho các vật nhỏ ở gần. Phòng thí nghiệm vật lý ảo miễn phí trên trình duyệt với phép đo SI trực tiếp và hướng dẫn từng bước.

Kính hiển vi ghép

Một vật kính có tiêu cự ngắn và một thị kính nhân lên để tạo độ phóng đại góc lớn cho các vật nhỏ ở gần.

Thấu kính vật tạo ra ảnh thật phóng đại ngay bên trong tiêu điểm của thị kính; thị kính sau đó hoạt động như kính lúp trên ảnh đó. Độ phóng đại góc tổng thể xấp xỉ bằng tích của độ phóng đại ngang của vật kính và công suất phóng đại của thị kính — thường hàng trăm lần đối với công việc sinh học.

• M = M_obj × M_eye
• Độ phóng đại góc

Tóm tắt điều tra

Lập kế hoạch câu hỏi trước khi bạn mở phòng thí nghiệm

Bản tóm tắt phản ánh trang được kết xuất trước: câu hỏi dẫn dắt, các dự đoán cạnh tranh, vai trò của biến, các định luật chi phối, phần thiết lập và các gợi ý phân tích, mở rộng vẫn hiển thị theo thứ tự này.

Câu hỏi lái xe

Kính hiển vi phức hợp sử dụng một vật kính có tiêu cự ngắn đặt gần mẫu vật, sau đó là thị kính. Việc sử dụng hai thấu kính theo thứ tự có đạt được độ phóng đại cao hơn nhiều so với việc sử dụng riêng một thấu kính không?

Dự đoán cân nặng

• Có - việc ghép hai độ phóng đại vừa phải sẽ nhân chúng lại với nhau, mang lại độ phóng đại tổng thể cao hơn nhiều so với một ống kính đơn lẻ.
• Không — sử dụng hai ống kính không tăng độ phóng đại vượt quá giới hạn của một ống kính.
• Độ phóng đại chỉ phụ thuộc vào thị kính chứ không phụ thuộc vào vật kính.

Vai trò thay đổi

Những gì bạn đặt:

• Khoảng cách mẫu từ mục tiêu (cm)

Những gì bạn đo lường:

• Khoảng cách hình ảnh của mục tiêu (cm)
• Độ phóng đại hệ thống M

Cuộc điều tra diễn ra như thế nào

1. Mở cài đặt trước của kính hiển vi phức hợp và nhấn Đặt lại. Vật kính có f = 6 cm; thị kính có f = 8 cm, cách nhau 22 cm.
2. Kích hoạt tính năng đọc khoảng cách hình ảnh và độ phóng đại hệ thống của mục tiêu.
3. Đặt khoảng cách của mẫu vật với vật kính cho mỗi lần thử và ghi lại khoảng cách hình ảnh của vật kính cũng như độ phóng đại tổng thể của hệ thống.

phương trình điều khiển

Độ phóng đại kính hiển vi hai giai đoạn — M = m₁·m₂·…

Độ phóng đại tổng thể của kính hiển vi phức hợp là tích số của độ phóng đại của vật kính (chụp ảnh mẫu vật) và độ phóng đại của thị kính (chụp lại hình ảnh trung gian đó): M = m_objective × m_thị kính.

Bảng tính có thể in được yêu cầu học sinh làm gì

• Đối với một lần thử, hãy tính khoảng cách ảnh của vật kính d_i1 từ 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1 (f₁ = 6 cm), sau đó tính khoảng cách ảnh của vật kính d_o2 = 22 − d_i1, sau đó khoảng cách ảnh của nó d_i2 từ 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 8 cm). Cuối cùng M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). So sánh M với bảng.
• Khoảng cách mẫu mặc định của mẫu đặt trước này (12 cm) cho M = 4. Giải thích, bằng cách sử dụng phép tính chuỗi, cách độ phóng đại vật kính khiêm tốn kết hợp với độ phóng đại thị kính khiêm tốn sẽ tạo thành một con số tổng thể lớn hơn nhiều.

Nơi điều này xuất hiện bên ngoài phòng thí nghiệm

• Một mẫu vật được đặt vừa đủ bên ngoài tiêu cự của vật kính (như trong thí nghiệm này) sẽ tạo ra độ phóng đại lớn ở giai đoạn đầu. Giải thích tại sao vật kính của kính hiển vi được thiết kế với tiêu cự rất ngắn (vài mm trong thiết bị thật) để tối đa hóa hiệu ứng này.
• Kính hiển vi phức hợp không thể phóng đại vô thời hạn - vượt quá một điểm nhất định, phóng đại hơn nữa chỉ phóng to độ mờ mà không để lộ chi tiết mới, bị giới hạn bởi bước sóng của ánh sáng (nhiễu xạ). Tại sao việc thêm nhiều tầng thấu kính hơn có thể không giải quyết được giới hạn cơ bản này?

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

1. Chào mừng đến kính hiển vi ghép
2. Chọn vật
3. Nhấn Phát
4. Vật kính cộng thị kính
5. Mở Trình kiểm tra
6. Hoàn thành!

Mở mô phỏng tương tác để xây dựng hoạt cảnh, nhấn Chạy và khám phá với các phép đo trực tiếp và bài hướng dẫn.

Mở phòng thí nghiệm tương tác →

Tải tài liệu thí nghiệm →

Phương Trình Thấu Kính Mỏng