POLITECHNIKA WROCŁAWSKA INSTYTUT FIZYKI	SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA NR 73 TEMAT : Badanie układów teleskopowych
ANNA SIKORA i OLEG MORAJKO WYDZ. : IZ ROK : II	DATA : OCENA :

0. Wstęp.

Celem przeprowadzonego ćwiczenia było :

• zestawienie modelu lunety,

• wyznaczenie powiększenia i zdolności rozdzielczej lunety,

• ocena jakości odwzorowania badanych lunet na podstawie ich zdolności rozdzielczej,

• wyznaczenie kąta pola widzenia lunety,

• pomiar odległości za pomocą lornetki.

1. Opis zjawiska fizycznego.

Dwa układy optyczne umieszczone na wspólnej osi tak, że ognisko obrazowe pierwszego układu pokrywa się z ogniskiem przedmiotowym drugiego, są układem bezogniskowym czyli teleskopowym. Wiązka promieni równoległych do osi optycznej po przejściu przez taki układ pozostaje wiązką równoległą. Realizacją układów teleskopowych są lunety służące do oglądania bardzo odległych przedmiotów. Oczywiście w przypadku obserwacji przedmiotów z małych odległości wewnętrzne ogniska obu układów optycznych lunety nie pokrywają się i teleskopowość takiego układu jest naruszona. Ze względu na ograniczoną przestrzeń, jaka jest do dyspozycji w pracowni, lunety będziemy badać przede wszystkim dla skończonych odległości przedmiotów.

Rozróżniamy dwa zasadnicze typy lunet:

astronomiczną, zwaną lunetą Keplera,

ziemską, luneta Galileusza.

Luneta Galileusza składa się z dwóch układów soczewek: skupiającego obiektywu i rozpraszającego okular. Daje ona ostatecznie obraz prosty, więc nadaje się do obserwacji przedmiotów znajdujących się na ziemi. Luneta ziemska ma małą długość i ze względu na abberację układu optycznego daje niewielkie powiększenie, najwyżej sześciokrotne. Układy Galileusza stosuje się przede wszystkim w najprostszych lornetkach teatralnych.

Luneta Keplera składa się z dwóch skupiających układów soczewek: obiektywu i okularu. Obiektyw wytwarza w swej obrazowej płaszczyźnie ogniskowej rzeczywisty obraz bardzo odległego przedmiotu. Obraz ten jest przedmiotem dla okularu, który następnie odwzorowuje go w nieskończoności. Luneta Keplera jest lunetą astronomiczną, ponieważ daje ostatecznie obrazy odwrócone, a podczas obserwacji ciał niebieskich nie stanowi to przeszkody.

2. Spis przyrządów.

Model lunety do zestawienia na ławie optycznej,

Luneta skorygowana,

Przysłony do obiektywu lunety,

Dynametr Ramsdena,

Łata z testem rozdzielczym,

Lornetka,

Łata pozioma do obserwacji lornetką,

Taśma miernicza,

Suwmiarka.

2. Przebieg ćwiczenia.

1. Pomiar powiększenia modelu lunety.

2. Pomiar zdolności rozdzielczej uzbrojonego w lunetę zestawioną.

3. Pomiar powiększenia lunety skorygowanej za pomocą łaty.

4. Pomiar kąta pola widzenia lunety skorygowanej.

5. Pomiar powiększenia lunety skorygowanej metodą źrenicową za pomocą dynametru Ramsdena.

6. Pomiar zdolności rozdzielczej lunety skorygowanej.

7. Pomiar odległości przedmiotu za pomocą lornetki.

I. POMIAR POWIĘKSZENIA MODELU LUNETY.

Zmierzyć:

b - odległość obiektywu od płytki ogniskowej,

- odległość okularu od płytki ogniskowej.

Po trzykrotnym zmierzeniu b i obliczyć powiększenie lunety na podstawie wartości średnich korzystając ze wzoru:

b [cm]	 cm
bśr =	śr =

II. POMIAR ZDOLNOŚCI ROZDZIELCZEJ ZESTAWIONEJ LUNETY ORAZ OKA.

Obserwując z odległości 6m test przez lunetę znaleźć numer segmentu, na którym można jeszcze rozróżnić poszczególne linie. Dla danego segmentu odczytać z tabeli liczbę k, oznaczającą liczbę rozdzielonych linii na 1mm . Odległość d [mm] między liniami jest odwrotnością liczby k.

NR SEGMENTU	k [1/mm]	d [mm]

Wyznaczanie wartości zdolności rozdzielczej układu : luneta zestawiona i oko ludzkie.

III. POMIAR POWIĘKSZENIA LUNETY SKORYGOWANEJ ZA POMOCĄ ŁATY.

W odległości a≈6m od łaty ustawić na stoliku znajdującą się na statywie i obudowaną lunetę skorygowaną. Na obiektyw lunety nałożyć przysłonę. Lunetę nastawić na ostre widzenie obrazu łaty. Obserwując jednocześnie łatę jednym okiem bezpośrednio, a drugim przez lunetę, zmierzyć liczbę N pasków widzianych przez lunetę, przypadającą na wybraną liczbę n pasków obserwowanych bezpośrednio. Obliczyć powiększenie lunety ze wzoru:

N	n	p

IV. POMIAR POWIĘKSZENIA LUNETY SKORYGOWANEJ METODĄ ŹRENICOWĄ ZA POMOCĄ DYNAMETRU RAMSDENA.

Zmierzyć suwmiarką średnicę D przysłony. Zmierzyć wielkość średnicy D' źrenicy wyjściowej lunety. Obliczyć powiększenie lunety ze wzoru:

D [mm]	D' [mm]	p

V. POMIAR KĄTA POLA WIDZENIA LUNETY SKORYGOWANEJ.

Na obiektyw lunety skorygowanej nałożyć przysłonę. Ustawić lunetę w odległości a na ostre widzenie łaty. Policzyć liczbę N' wszystkich działek widocznych w polu widzenia lunety. Zmierzyć szerokość W jednej działki na łacie. Obliczyć kąt pola widzenia lunety ze wzoru:

a [m]	N'	W [m]	2max [°]

VI. POMIAR ZDOLNOŚCI ROZDZIELCZEJ LUNETY SKORYGOWANEJ.

Wyznaczyć wartość kątową zdolności rozdzielczej lunety skorygowanej podobnie jak dla lunety zestawionej. Na obiektyw lunety skorygowanej założyć przysłonę.

NR SEGMENTU	k [1/mm]	d [mm]

VII. POMIAR ODLEGŁOŚCI PRZEDMIOTU ZA POMOCĄ LORNETKI.

Z dwóch miejsc obserwować poziomą łatę wyskalowaną w metrach. Określić liczbę działek m widocznych w prawym okularze lornetki, przypadającą na odpowiednią długość łaty l.

Obliczyć odległość łaty od obserwatora ze wzoru:

4

---