複合顯微鏡放大倍率:完整公式

1·預測

複合顯微鏡的總角放大倍率取決於鏡筒長度(物鏡和目鏡之間的距離),而不僅僅是它們各自的焦距。較長的鏡筒長度是否會增加整體放大倍率?

2·設定

  1. 打開顯微鏡預設並按下重設。物鏡 f_o = 8 cm;目鏡的 f_e = 25 公分。
  2. 啟用角放大率讀數。
  3. 為每次試驗設定鏡筒長度(物鏡與目鏡之間的間距),並記錄所得的放大率。

3·收集數據

管長L (cm)角放大率M
50.00
70.00
90.00

針對三次試驗,繪製M(Y軸)相對鏡筒長度L(x軸)的關係圖。直線是否通過原點?

4·分析

  1. 對於一項試驗,使用 f_o = 8 cm、f_e = 25 cm、N = 25 cm(標準近點)計算 M = −(L/f_o)·(N/f_e)。與表比較。
  2. 解釋為什麼這個公式結合了「橫向」放大係數(L/f_o,來自物鏡在管長度上的成像)和「角度」放大係數(N/f_e,來自充當中間影像上的簡單放大器的目鏡)。

5·擴展

  1. 將本實驗的公式與simple-magnifier實驗的M = N/f進行比較。請解釋為什麼顯微鏡多出來的因子L/f_o代表的是物鏡在目鏡介入之前所貢獻的「預放大」步驟。
  2. 歷史上,真正的顯微鏡對特定的鏡筒長度(如 160 毫米)進行了標準化,因此來自不同製造商的物鏡和目鏡可以按預期混合和匹配。解釋為什麼標準化 L(以及 f_o 和 f_e)對於可互換顯微鏡零件很重要。

這個實驗背後的物理原理

複合顯微鏡放大倍率

複合顯微鏡的總角度放大率為 M = −(L/f_o)(N/f_e):物鏡在鏡筒長度 L 上的放大倍率,乘以目鏡的 simple-magnifier 係數(使用標準近點 N = 25 cm)。

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