光学
复合显微镜(角放大率)
短焦物镜与目镜相乘,对微小近物给出很大的角放大率。
复合显微镜(角放大率)——交互式光学模拟。短焦物镜与目镜相乘,对微小近物给出很大的角放大率。 免费的基于浏览器的虚拟物理实验室,提供实时 SI 测量和分步引导教程。
复式显微镜光学
短焦物镜与目镜相乘,对微小近物给出很大的角放大率。
物镜在目镜焦点内侧形成放大的实像,目镜再对该像起放大镜的作用。总角放大率近似等于物镜横向放大率与目镜放大倍数的乘积——生物学应用中通常可达数百倍。
- M = M_obj × M_eye
- 双透镜系统
调查简介
在打开实验室之前计划好问题
这份简介反映预渲染页面:探究问题、相互竞争的预测、变量角色、支配定律、设置以及分析和拓展提示都会按此顺序保持可见。
探究问题
复合显微镜的物镜和目镜的焦距是固定的,但目镜的位置——镜筒长度——仍可调节。即使两个镜头的焦距都不变,改变镜筒长度会改变显微镜的整体(系统)放大倍率吗?
需要权衡的预测
- 不会——镜筒长度不会影响整体放大倍率,只有单个透镜焦距会影响。
- 只有目镜的焦距重要,它离物镜多远并不重要。
- 会——增加镜筒长度会使目镜更靠近它自己的焦点(相对于物镜所成的实像而言),这会增大目镜自身的放大倍率,并乘入更大的整体系统放大倍率。
变量角色
您设置的内容:
- 管长L (cm)
您测量的内容:
- 系统放大率M
探究如何进行
- 打开显微镜预设并按重置。物镜(f_o = 8 cm,标本距离固定)形成实像;目镜的 f_e = 25 cm。
- 启用系统放大率读数(两透镜成像链的整体 M)。
- 为每次试验设定镜筒长度(物镜与目镜之间的间距),并记录所得的系统放大率。
控制方程
复合显微镜系统放大率 — M = m₁·m₂·…
复合显微镜的整体放大率是物镜和目镜各自成像放大率的乘积,M = m_o × m_e——每一个都是利用两透镜的真实成像链、从薄透镜方程求出的,而不是来自理想化的角放大率公式。
可打印的工作表要求学生完成什么
- 对于一项试验,先由 1/f_o = 1/d_o1 + 1/d_i1 求出物镜的像距 d_i1(d_o1 = 9.6 cm,f_o = 8 cm——在任何镜筒长度下都保持不变)。再求出目镜的物距 d_o2 = L − d_i1,并由 1/f_e = 1/d_o2 + 1/d_i2 求出其像距 d_i2(f_e = 25 cm)。最后 M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2)。将 M 与表格比较。
- 解释为什么在所有三次试验中物镜自身的放大率保持不变,而目镜的放大率——以及整体系统放大率——却随镜筒长度而变化。
这在实验室之外的地方表现出来
- 将本实验的系统放大率与simple-magnifier实验的M = N/f进行比较。请解释为什么将两个真实的透镜像串联起来,能把放大率乘得远超任一透镜单独能产生的倍数。
- 历史上,真正的显微镜对特定的镜筒长度(如 160 毫米)进行了标准化,因此来自不同制造商的物镜和目镜可以按预期混合和匹配。解释为什么标准化镜筒长度——而不仅仅是每个透镜的焦距——对于可互换显微镜部件很重要。
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- 欢迎学习显微镜
- 选择物镜
- 点击播放
- 两级放大
- 打开属性面板
- 完成了!
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