Przyrządy optyczne

1. 1

   Wypisujemy dane. Powiększenie obiektywu i okularu producent wypisuje wprost na ich obudowach — szukamy powiększenia całego mikroskopu.

   $$p_{\text{ob}} = 40, \quad p_{\text{ok}} = 10, \quad p = ?$$

   Jak myślisz, ile wyjdzie?

   A4 razyB50 razyC400 razy

2. 2

   Pracuje najpierw obiektyw. Weźmy komórkę o średnicy 0,1 mm. Obiektyw robi z niej obraz rzeczywisty 40 razy większy, gdzieś w środku tubusu.

   $$0{,}1\ \text{mm} \cdot 40 = 4\ \text{mm}$$
3. 3

   Teraz do pracy wchodzi okular. Uwaga na to, na co on patrzy: nie na komórkę, tylko na jej czteromilimetrowy obraz z obiektywu. Ten obraz powiększa jeszcze 10 razy, jak lupa.

   $$4\ \text{mm} \cdot 10 = 40\ \text{mm}$$
4. 4

   Porównujemy koniec z początkiem. Komórka miała 0,1 mm, a wygląda jak przedmiot o wielkości 40 mm, czyli 4 cm. To 400 razy więcej.

   $$\frac{40\ \text{mm}}{0{,}1\ \text{mm}} = 400$$
5. 5

   Stąd reguła na przyszłość: powiększenia obiektywu i okularu się mnożą, a nie dodają — bo mnożenie przez 40, a potem przez 10 to razem mnożenie przez 400.

   $$p = p_{\text{ob}} \cdot p_{\text{ok}} = 40 \cdot 10 = 400$$

Wszystkie 5 kroków odsłonięte.

1. 1

   APARAT FOTOGRAFICZNY. Obiektyw jest soczewką skupiającą, a fotografowany przedmiot stoi daleko za jego ogniskiem. Powstaje więc obraz rzeczywisty, odwrócony i pomniejszony — dokładnie na matrycy, czyli na płytce pełnej maleńkich czujników światła. Elektronika obraca go z powrotem, zanim pokaże Ci go na ekranie.

2. 2

   APARAT KONTRA OKO — dwa pomysły na ostrość. Na matrycy aparatu i na siatkówce oka powstaje ten sam rodzaj obrazu: rzeczywisty, odwrócony, pomniejszony. Ale ostrość ustawia się w nich zupełnie inaczej. Aparat PRZESUWA obiektyw — bliżej albo dalej od matrycy, a ogniskowa soczewek zostaje ta sama. Oko przesunąć się nie może, bo odległość soczewki od siatkówki jest stała, więc mięsień rzęskowy ZMIENIA KSZTAŁT soczewki i razem z nim jej ogniskową. To właśnie akomodacja.

3. 3

   RZUTNIK I PROJEKTOR. Tu obraz ma trafić na ekran, więc musi być rzeczywisty — i to powiększony. Wychodzi taki, gdy slajd umieścimy tuż za ogniskiem obiektywu, a ekran ustawimy daleko. Cena jest jedna: obraz rzeczywisty z soczewki skupiającej jest zawsze odwrócony. Dlatego slajd wkłada się do rzutnika DO GÓRY NOGAMI — dopiero wtedy na ekranie widać go prosto.

4. 4

   TELESKOP W OBSERWATORIUM. Wielkie zwierciadło wklęsłe zbiera bardzo słabe światło gwiazd i skupia je w ognisku, a okular pozwala ten obraz obejrzeć. Im większa średnica zwierciadła, tym więcej fotonów wpadnie i tym słabsze obiekty zobaczymy. Dlatego astronomowie walczą nie o powiększenie, tylko o średnicę.

5. 5

   LUPA I MIKROSKOP NA LEKCJI BIOLOGII. Lupa nad liściem to jedna soczewka trzymana bliżej niż ognisko. Mikroskop nad preparatem to dwie soczewki, których powiększenia się mnożą. Ta sama rodzina przyrządów, tylko liczba soczewek inna — i dlatego jedna pokazuje nerwy liścia, a druga pojedynczą komórkę.

Wszystkie 5 kroków odsłonięte.