שיטה חדשה למדידת הגדלה במיקרוסקופ
מדידת ההגדלה של המיקרוסקופ היא ניסוי בסיסי בניסויים בפיסיקה באוניברסיטה. ההגדלה של המיקרוסקופ M=ההגדלה של העינית × ההגדלה של עדשת המטרה. השיטה המסורתית למדידת הגדלה של המיקרוסקופ היא שימוש בשיטת התצפית הישירה. שיטה זו פשוטה ואינטואיטיבית, מונוטונית, אך דיוק הקריאה נמוך, מה שגורם לשגיאה גדולה. לאור זאת, מאמר זה מציע שיטה חדשה למדידת הגדלה של המיקרוסקופ, המשפרת מאוד את הדיוק של תוצאות הניסוי.
עקרון ניסוי
השתמש בקולימטור כדי למדוד את הנתיב האופטי של אורך המוקד של העדשה. התאם את הרשתית החרוטה בחמש קבוצות (הנקראת לוחית פוארו) למישור המוקד של עדשת האובייקטיב של עדשת האובייקטיבית L0, הסר את המראה המישורית והצב את אורך המוקד שיימדד מול הקולימטור אם נעשה שימוש בעדשה, תמונת פלטת פוארו תתקבל על מישור המוקד המרובע של התמונה F' של העדשה שתיבדק.
תוך שימוש בעקרונות הניסויים הנ"ל, לאחר ניסויים רבים בתהליך ההוראה ארוך הטווח, נמצא שניתן להשתמש בקולימטור למדידה מדויקת של אורך המוקד של עדשת האובייקטיב של המיקרוסקופ, העינית והמרחק מנקודת המוקד. של אובייקט העינית לעדשת השדה של העינית, ולאחר מכן השתמש במיקרומטר כדי למדוד במדויק את המיקרוסקופ. ניתן לחשב את המרחק בין עדשת האובייקטיב האמצעית למראה הראייה האמצעית של העינית, את המרחק בין מראת השדה האמצעית של העינית למראה הראייה, והמרווח האופטי בין עדשת האובייקטיב לעינית המיקרוסקופ. המוקד של הרכבת האופטית המורכבת המורכבת מעדשת המטרה והעינית. אם כל המיקרוסקופ נחשב כזכוכית מגדלת פשוטה.
שלבי מפתח בהתאמת מערכת ניסיונית
(1) התאם את צינור האיסוף, כלומר, הרשת נמצא אך ורק במישור המוקד של עדשת האובייקט, כך שמרכז הרשת חופף לציר האופטי של צינור האיסוף.
(2) הנח את המכשיר על הספסל האופטי והתאם כדי להפוך את כל המערכת לקואקסיאלית.
(3) למדוד את אורך המוקד של עדשת האובייקטיב במיקרוסקופ (לקחת את לוחית הבורו של הקולימטור כאובייקט), ולהזיז את עדשת האובייקטיבית בציר עד שתמונה ברורה על לוחית בורו נראית מהמיקרוסקופ הנע, וה המרחק על לוחית בורו נמדד כמרחק התמונה של הקו השני של y הוא אובייקט y, ואז אורך המוקד של עדשת האובייקטיב של המיקרוסקופ הוא:
(4) מדוד את אורך המוקד של האובייקט בעינית המיקרוסקופ f, את המרחק מנקודת המוקד של האובייקט בעינית למראה השדה של העינית, הנח את המכשיר על הספסל האופטי והתאם ליצירת כל המערכת קואקסיאלית.
יישר את מראת הצפייה בעינית המיקרוסקופ לקולימטור, והזז את העינית בציר עד שתראה תמונה ברורה של הקו החקוק על לוחית הבורוט מהמיקרוסקופ הנע, (F הוא המוקד הווירטואלי, הממוקם בין המראה והראייה מרווח עדשת שדה) רשום את מיקום העינית כ-x1; למדוד את המרחק y′ בין התמונות של שני הקווים עם מרחק של y על לוחית בורו
בהשוואה לשיטה החדשה במאמר זה, לשיטה המסורתית של מדידת הגדלה של המיקרוסקופ יש את היתרונות שהיא פשוטה, אינטואיטיבית וברורה במבט חטוף. עם זאת, באמצעות הניסוי, התלמידים לא באמת יכולים להבין את המבנה של כל חלק במיקרוסקופ, במיוחד את המבנה והעיקרון של העינית. השיטה הניסיונית החדשה מאפשרת לתלמידים להתנסות באופן אישי בתהליך פתרון בעיות מעשיות עם הידע והמיומנויות של שימוש בשיטת הקולימציה למדידת אורך המוקד של העדשה; באמת לשלוט בשיטת המדידה של נקודת הבסיס ואורך המוקד של המערכת האופטית, להבין את היישום הספציפי של המערכת האופטית בחיים האמיתיים; לאפשר לתלמידים ללמוד לנתח מזוויות שונות ולהשתמש בשיטות שונות כדי לפתור את אותה בעיה. בגלל השימוש בשיטות חדשות, הפשוט המקורי ניסוי התצפית הפך לניסוי מקיף עם יכולת מעשית חזקה, תוכן עשיר ושילוב של תכני ניסוי שונים, ותוצאות הניסוי מראות שהשגיאה מצטמצמת משמעותית.
