LABORATORIUM FIZYKI OGÓLNEJ

SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA NR 77

TEMAT: Wyznaczanie współczynnika załamania soczewek:

skupiającej i rozpraszającej.

1. OPIS TEORETYCZNY.

Soczewką nazywamy bryłę materiału przeźroczystego, ograniczoną z dwóch stron powierzchniami sferycznymi (jedna z nich może być płaska). Środkami krzywizn soczewki nazywamy środki kul, których częściami są powierzchnie łamiące soczewki, a promieniami krzywizn soczewki - promienie tych kul.

Punkt F, z którego promienie wychodzą, aby po załamaniu stać się wiązką równoległą do osi optycznej, nazywa się ogniskiem przedmiotowym. Punkt F', w którym wiązka promieni równoległych do osi optycznej zbiera się po załamaniu, nazywa się ogniskiem obrazowym. Odległość ogniskowa jest to odległość ogniska od soczewki.

2. PRZEBIEG ĆWICZENIA.

 Wyznaczenie odległości ogniskowych metodą Bessela.

 Wyznaczenie promieni krzywizn soczewek przy pomocy sferometru.

3. METODA WZORU SOCZEWKOWEGO

c = 100 [cm]

TABELA POMIAROWA DLA SOCZEWKI SKUPIAJĄCEJ

1	14	14	0,41	89	89	0,41		0,41
2	13			89
3	15			90
4	14			88

TABELA POMIAROWA DLA UKŁADU SOCZEWEK

1	-	-	-	80	80	0,41
2	-			79
3	-			80
4	-			81

4. WYZNACZANIE ODLEGŁOŚCI OGNISKOWYCH METODĄ BESSELA.

Ustawiamy na ławie optycznej przedmiot i ekran w odległości d (d>4f). Przesuwając konik z soczewką wzdłuż ławy optycznej znaleźć takie położenie soczewki c1 , w którym na ekranie powstanie ostry, powiększony obraz przedmiotu. Powtórzyć kilka razy pomiar w położeniu c1 i obliczyć c_1śr . Znaleźć położenie c­₂ soczewki odpowiadające obrazowi pomniejszonemu. Obliczyć wartość średnią c_2śr. Wyznaczyć odległość c między obu położeniami soczewki : c=c_2śr - c_1śr. Zmierzyć odległość d przedmiotu od ekranu i obliczyć ogniskową soczewki:

d=100[cm] c=lc2-c1l

• Dla soczewki skupiającej:

c=89-14=75[cm]

Obliczanie niepewności ze wzoru na różniczkę zupełną

Gdzie są kolejnymi cząstkowymi pochodnymi.

• Dla układu soczewek:

c=80-0=80[cm]

W celu wyznaczenia odległości ogniskowej soczewki rozpraszającej f₂ należy umieścić ją w oprawie z przysłoną irysową razem z tak dobraną soczewką skupiającą (o wyznaczonej uprzednio ogniskowej f '), aby otrzymany układ soczewek był skupiający. Opisaną powyżej metodą wyznaczyć odległość ogniskową układu dwóch soczewek : skupiającej i rozpraszającej. Obliczyć odległość ogniskową soczewki rozpraszającej ze wzoru:

6. WYZNACZANIE PROMIENI KRZYWIZN SOCZEWEK PRZY POMOCY SFEROMETRU.

 Na trzpień czujnika zegarowego nałożyć pierścień przeznaczony do pomiaru czaszy powierzchni wypukłej i docisnąć śrubę,

 ustawić czujnik na powierzchni płaskiej i wyregulować wskazania czujnika na 0,

 ustawić czujnik na mierzonej powierzchni wypukłej soczewki i ze wskazań czujnika odczytać wartość h strzałki czaszy kulistej soczewki,

 zmierzyć suwmiarką promień R pierścienia czujnika,

 nałożyć na trzpień czujnika pierścień przeznaczony do pomiaru czaszy powierzchni wklęsłej i zmierzyć strzałkę h czaszy powierzchni wklęsłej soczewki a potem promień R użytego pierścienia.

 ze wzoru

obliczyć promienie obu krzywizn soczewki.

 bliczyć ogniskową f' i jej zdolność skupiającą ze wzoru:

gdzie:

 Wyznaczyć współczynnik załamania szkła soczewki względem powietrza ze wzoru:

TABELE POMIAROWE

SOCZEWKA SKUPIAJĄCA

h1		h2		R		r
	0,017		0,07		0,01		0,22

SOCZEWKA ROZPRASZAJĄCA

7. UWAGI I WNIOSKI.

W ćwiczeniu wyznaczono dwiema metodami odległości ogniskowe soczewek : skupiającej i rozpraszającej. W obydwu metodach uzyskano pokrywające się wyniki. Na podstawie tych pomiarów wyznaczono współczynnik załamania szkła soczewki względem powietrza. Również w tym przypadku otrzymane rezultaty nie odbiegają od założeń teoretycznych.