Pracownia Zakładu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej
Nazwisko i imię DARIUSZ ŁYK studenta:							Instytut i symbol grupa: BDb 4.2
Data wykonania ćwiczenia:		Symbol ćwiczenia: 3.1	Temat zadania: Pomiary ogniskowych soczewek za pomocą lunety.
Zaliczenie:			Ocena:	Data:	Podpis

1. Tabela pomiarów:

Lp.	fs
1	168,5	731,5	137,0
2	169,0	731,0	137,0
3	169,0	731,0	137,0
4	168,0	732,0	137,0
5	170,0	730,0	138,0
6	168,0	732,0	137,0	137,0	7,29
7	168,0	732,0	137,0
8	167,0	733,0	136,0
9	169,0	731,0	137,0
10	169,0	731,0	137,0
11	170,0	730,0	138,0
12	169,0	731,0	137,0

2. Obliczenia:

3.Część teoretyczna.

Soczewką nazywamy bryłę z przeźroczystego ośrodka, utworzoną przez ograniczenie go dwoma powierzchniami (najczęściej sferycznymi), których środki krzywizn leżą na wspólnej osi zwanej główną osią optyczną.

Ze względu na kształt, rozróżniamy dwa typy soczewek:

-wypukłe

-wklęsłe.

Wypukłe dzielimy na: dwuwypukłe, płasko wypukłe, wklęsło wypukłe, natomiast wklęsłe na: dwuwklęsłe, płasko wklęsłe i wypukło wklęsłe.

Jeżeli grubość soczewki w części centralnej jest mała w porównaniu z promieniem krzywizny, to soczewkę nazywamy wówczas cienką. We wszystkich soczewkach padające nań promienie świetlne, załamywane są dwukrotnie: na pierwszej (przedniej) i drugiej (tylnej) powierzchni załamującej.

Jeżeli przeźroczysty ośrodek, z którego wykonano soczewkę, ma bezwzględny współczynnik załamania światła białego równy n i umieszczony jest w ośrodku o bezwzględnym współczynniku załamania , to przy warunku soczewka wypukła skupia promienie świetlne, natomiast soczewka wklęsła rozprasza je; jeśli zachodzi zjawisko odwrotne. Każda soczewka znajdująca się w dowolnym ośrodku charakteryzuje się tzw. Zdolnością załamującą z (skupiającą - z>0, bądź rozpraszającą z<0). Dla dowolnej soczewki grubej (dla której d»r) słuszna jest zależność:gdzie i są zdolnościami załamującymi pierwszej i drugiej powierzchni ograniczającej soczewkę, d natomiast jest grubością soczewki. Można na podstawie prawa Snelliusa wyprowadzić wzory n i obu powierzchni załamujących:

oraz .

W związku z powyższymi wzorami, oraz przy założeniu, że: d<<r otrzymujemy wzór:

.

Jest to jedna z postaci tzw. wzoru soczewkowego. Przy korzystaniu z tego wzoru, dla prawidłowego określenia znaku z, należy stosować odpowiednią umowę odnośnie znaków promieni krzywizn i , a mianowicie: r>0 gdy odpowiadająca mu powierzchnia załamująca jest wypukła; r<0 gdy jest ona wklęsła. Ostateczny znak z zależy również od tego, czy , czy też .

Wartość liczbowa zdolności załamującej dowolnej soczewki cienkiej jest taka sama, niezależnie od tego, z której strony padają na nią promienie świetlne. W układzie jednostek SI zdolność załamującą wyrażamy w dioptriach, tj. .

4.Schemat ćwiczenia i opis wykonania:

Ćwiczenie polegało na wyznaczeniu ogniskowej oraz zdolności skupiającej soczewki. Pomiar wykonano w sposób pośredni mierząc odległości przedmiotu oraz obrazu przedmiotu od soczewki. Wykonanych zostało 12 pomiarów, z których wyznaczona została wartość poszukiwanych parametrów.

5. Opracowanie wyników pomiaru:

a) obliczanie błędu przypadkowego - metoda Gaussa

Lp.
1	168,5	731,5	-0,5	0,5	0,25
2	169,0	731,0	0	0	0
3	169,0	731,0	0	0	0
4	168,0	732,0	-1	1	1
5	170,0	730,0	1	-1	1
6	168,0	732,0	-1	1	1
7	168,0	732,0	-1	1	1
8	167,0	733,0	-2	2	4
9	169,0	731,0	0	0	0
10	169,0	731,0	0	0	0
11	170,0	730,0	1	-1	1
12	169,0	731,0	0	0	0

Średni błąd kwadratowy pojedynczego pomiaru:

Średni błąd kwadratowy średniej.

Średni błąd kwadratowy pomiaru ogniskowej soczewki:

:

Co oznacza, że w tym przedziale można z prawdopodobieństwem p=68.8% oczekiwać wartości rzeczywistej f.

.

Otrzymany wynik wymiaru ogniskowej wyznaczony z pewnością 99,7%.

b) obliczanie błędu względnego maksymalnego dla jednego z pomiarów:

Błąd względny maksymalny wynosi więc: .

---