POLITECHNIKA WROCŁAWSKA INSTYTUT FIZYKI	Sprawozdanie z ćwiczeń Nr 72
Beata Myszkowska	Temat: POMIAR ODLEGŁOŚCI OGNISKOWYCH SOCZEWEK
Wydział PPT/IB	Data: 18-10-1996	Ocena:

WPROWADZENIE:

1. Opis teoretyczny:

W części teoretycznej i w dyskusji błędów będę operować następującymi

pojęciami:

- wiązka homocentryczna - wiązka promieni posiadająca jeden wspólny punkt przecięcia,

- układy centrowane - układy mające wspólną oś obrotu zwaną osią optyczną ukladu. W przypadku soczewek osią optyczną ukladu będzie prosta, na której znajdują się środki krzywizn powierzchni sferycznych soczewek,

- przestrzeń przedmiotowa (U) - zbiór punktów przestrzeni w której znajdują się przedmioty. Jest to obszar leżacy po tej stronie powierzchni załamującej po której znajdują się przedmioty,

- przestrzeń obrazowa (R) - zbiór obrazów punktów przestrzeni przedmiotowej. Obejmuje ona obszar rozciągąjacy się od powierzchni załamującej po stronie utworzonych obrazów rzeczywistych,

- przedmiot rzeczywisty - z każdego jego punktu wysyłana jest rozbieżna, homocentryczna wiązka promieni padająca na element optyczny,

- przedmiot urojony - nie istnieje, a na element optyczny pada zbieżna, homocentryczna wiązka promieni,

- obraz rzeczywisty - obraz, który powstaje z przecięcia się promieni wychodzących z danego układu optycznego (soczewki),

- obraz urojony - jeżeli po przejsciu przez element optyczny promienie tworzą wiązkę rozbieżną to wtedy mamy obraz urojony (w rzeczywistosci przecinają się ich wsteczne przedłużenia).

- ogniskowa soczewki - odległość przedmiotu od powierzchni łamiącej dla, której promienie wysyłane przez przedmiot po przejściu soczewki stają się równoległe,

- soczewka cienka - soczewka o grubości bardzo małej w porównaniu z odległością przedmiotu i obrazu od soczewki,

- soczewki skupiające - soczewki dla których ogniskowa obrazowa jest wieksza od zera,

- soczewki rozpraszające - soczewki dla których ogniskowa obrazowa jest mniejsza od zera,

- zdolność zbierajaca soczewki - odwrotność odległości ogniskowej obrazowej, jeżeli ogniskowa jest podana w metrach to zdolność zbierająca w dioptriach.

Zbiór obrazów punktów przestrzeni przedmiotowej nazywamy przestrzenią obrazową.

Odleglości po stronie przestrzeni obrazowej oznaczamy znakiem "+" natomiast odleglości po stronie przestrzeni obrazowej ze znakiem "-".

METODY WYZNACZANIA ODLEGLOŚCI OGNISKOWYCH SOCZEWEK:

1. Metoda wzoru soczewkowego:

Dla kilku roznych odleglosci przedmiotu od soczewki nalezy zmierzyc doswiadczalnie odpowiednie odleglosci obrazow i obliczyc ogniskowa z nastepujacego wzoru:

1 1 1 p'-odleglosc obrazu od soczewki

- - - = - p -odleglosc przedmiotu od soczewki

p' p f' f'-ogniskowa obrazowa soczewki

Aby uzyskac wieksza dokladnosc nalezy wykonac pomiary oswietlajac soczewke raz z jednej, raz z drugiej strony - eliminujemy w ten sposob wplyw grubosci soczewki na wynik ogniskowej obrazowej.

2. Metoda dwoch soczewek:

Metoda ta jest analogiczna do poprzedniej (sposob pomiaru jest identyczny) mierzymy jednak uklad soczewek gdzie ogniskowa jednej soczewki jest znana a druga obliczamy ze wzoru:

1 1 1 f' - ogniskowa ukladu

--- = -- + -- 12

f' f' f' f' - ogniskowa soczewki 1

12 1 2 1

f' - ogniskowa soczewki 2

2

3. Metoda Bessela:

Ustalmy stala odleglosc pomiedzy przedmiotem a ekranem na ktorym obserwujemy obraz (musi byc ona wieksza niz 4*f), nazwijmy ja "d". Znajdzmy dwa takie polozenia soczewki dla ktorych uzyskamy obrazy: pomniejszony i powiekszony. Odleglosc pomiedzy tymi polozeniami soczewki oznaczmy literka "c". Ogniskowa obrazowa obliczamy z nastepujacego wzoru:

2

f'=(1/4)*(d-c /d)

Metoda ta wyznaczamy takze ogniskowa ukladu dwoch soczewek i majac dana jedna ogniskowa ze wzoru podanego w metodzie 2 obliczamy druga.

4. Metoda kolimatora:

W metodzie tej wykorzystywany jest kolimator czyli uklad soczewek, ktory oswietlony promieniami rozbieznymi daje wiazke promieni rownoleglych W plaszczyznie ogniskowej przedmiotowej umieszczona jest plytka z podzialka W wiazke promieni rownoleglych wstawiamy badana soczewke (uklad). Za nia ustawiamy okular mikrometryczny w ktorego ogniskowej znajduje sie plytka z nacientym na niej krzyzem. Soczewke ustawiamy tak aby obraz skali kolimatora widziany w okularze byl ostry. Pomiar polega na zmierzeniu za pomoca sruby mikrometrycznej okularu odleglosci pomiedzy ustalona liczba kresek kolimatora. Ogniskowa oblicza sie ze wzoru:

f'=x'/tg(a *k)

0

gdzie f' - ogniskowa soczewki

x' - odleglosc zmierzona za pomoca sruby mikrometrycznej okularu

k - liczba kresek kolimatora dla ktorych byl robiony pomiar

a - wspolczynnik kolimatora

0

5. Metoda pozornego obrazu:

Stosuje sie ja tylko dla soczewek rozpraszajacych. Polega on na umieszczeniu pomiedzy przedmiotem a soczewka rozpraszajaca soczewki skupiajacej, ktora spowoduje utworzenie przedmiotu pozornego dla soczewki rozpraszajacej. Wystarczy teraz tylko znac ogniskowa soczewki skupiajacej i od niej odjac odleglosc pomiedzy soczewkami aby otrzymac odleglosc p przedmiotu pozornego soczewki rozpraszajacej. Nalezy teraz zmierzyc odleglosc p' obrazu od soczewki rozpraszajacej i na podstawie wzoru metody 1. obliczyc f' soczewki rozpraszajacej.

1) Metoda Bassela .

c1	c2	c	d	f''	del f'	E
cm	cm	cm	cm	cm	cm
16.5	49	22.5	66.5	30,7

c1	c2	c	d	f''	del f'	E
cm	cm	cm	cm	cm	cm
30,5	58,5	28		30,7

---