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?
- 不會-鏡筒長度不會影響整體放大倍率,只有單一鏡頭焦距會影響。
- 只有目鏡的焦距很重要,而不是鏡筒的長度。
- 是的-較長的鏡筒長度會增加物鏡自身的影像放大倍率,從而增加整個系統的放大倍率。
2·設定
- 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。
- 啟用角放大率讀數。
- 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
- 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。
- 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
- 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。
- 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)。