Sprawozdanie z ćwiczenia 62

„Wyznaczanie ogniskowej soczewek metodą Bessela i pomiar promieni krzywizny za pomocą sferometru”

1. Cel ćwiczenia

a). Wyznaczenie ogniskowej soczewki skupiającej i rozpraszającej metodą Bessela.

b). Wyznaczenie promieni krzywizn soczewek.

2. Wstęp teoretyczny

Soczewka: układ, w którym następuje przejście promieni świetlnych przez dwie sferyczna powierzchnie graniczne. Soczewki dzielimy na:

a). skupiające, w których powierzchnie graniczne są wypukłe. Promienie równoległe do osi optycznej po przejściu przez taki układ powierzchni granicznej przecinają się w jednym punkcie na osi optyczne ( ognisko ).

b). rozpraszające. W takich soczewkach promienie równoległe do osi optycznej ulegają rozproszeniu , nie przecinają się w żadnym punkcie, przedłużenia promieni załamanych przecinają się w jednym punkcie ( ognisko pozorne soczewki ).

Ogniskowa soczewki: odległość ogniska od środka soczewki. Długość promienia ogniskowej zależy od substancji, z jakiej wykonana jest soczewka oraz od promieni krzywizn, którymi jest ona ograniczona.

Ogniskowa w soczewce skupiającej:

Ogniskowa w soczewce rozpraszającej:

Zdolność skupiająca soczewkę - odwrotność ogniskowej ( jednostką jest dioptria )

3. Inne wzory:

Promień podstawy czaszy kulistej:

Wzór na okrąg stanowiący podstawę czaszy:

Promień krzywizny soczewki:

Współczynnik załamania materiału soczewki:

4. Wykonanie ćwiczenia i obliczenia

a). Wyznaczanie ogniskowej soczewki skupiającej i rozpraszającej metodą Bessela:

odległość przedmiotu od ekranu: l= 1.40 m

odległość soczewki od ekranu: 0.9 m

SOCZEWKA SKUPIAJĄCA

- obraz powiększony

i₁₌ 121

i₂₌ 121.2

i₃₌ 121.1

-średnia

b₁= (121+121.2+121.1)/3=121.1

- obraz zmniejszony:

i₁₌ 18.7

i₂₌ 18.7

i₃₌ 18.7

-średnia

b₂= 18.7

- różnica odległości obrazów od soczewki:

D=| b_1- b₂ |

D= 121.1-18.7=102.37

-długość ogniskowej

f₁=0.16 m.

UKŁAD SOCZEWEK

- obraz powiększony

i₁₌ 100.4

i₂₌ 100.6

i₃₌ 100.9

-średnia

b₁= (100.4+100.6+100.9)/3=100.63

- obraz zmniejszony:

i₁₌ 39,6

i₂₌ 39.7

i₃₌ 39.8

-średnia

b₂= 39.7

- różnica odległości obrazów od soczewki:

D=| b_1- b₂ |

D= 100.63-39.7=60.93

-długość ogniskowej

f₁=0.28 m.

Ogniskowa soczewki rozpraszającej:

f₂= -0.4 m.

b). Pomiar promieni krzywizn i wyznaczanie współczynnika załamania światła:

- długość boków trójkąta

c1 = 0.025

c2 = 0.026

c3 = 0.025

c = 0.025

- położenie zerowe

h1 = 0.00484

h2 = 0.00485

h3 = 0.00485

h = 0.004846 m.

c). Wyniki pomiaru sferometrem:

Soczewka skupiająca powierzchnia I:

h1= 0.00675 m

h2= 0.00675 m

h3= 0.00676 m

h= 0.006756 m

h1 - h0 = 0.00191 m

r1 = 0.056 m

Soczewka skupiająca powierzchnia II:

h1= 0.00405 m

h2= 0.00405 m

h3= 0.00405 m

h= 0.00405 m

h2 - h0 = - 0.000796 m

r2 = - 0.13 m

n= 0.61

Soczewka rozpraszająca powierzchnia I:

h1= 0.0056 m

h2= 0.00561 m

h3= 0.0056 m

h= 0.00565 m

h1 - h0 = - 0.000814 m

r1 = 0.1304 m

Soczewka rozpraszająca powierzchnia II:

h1= 0.0034 m

h2= 0.0034 m

h3= 0.0034 m

h= 0.0034 m

h2 - h0 = - 0.001446 m

r2 = - 0.073 m

n= -0.59

---