POLITECHNIKA CZĘSTOCHOWSKA

INSTYTUT FIZYKI

Temat:

Wyznaczanie odległości ogniskowych soczewek

metodą Bessela.

Skład grupy:

Pelc Roland

Miller Adam

Wstęp teoretyczny :

Soczewką nazywamy bryłę przezroczystego materiału ograniczoną dwoma powierzchniami sferycznymi , których środki krzywizny leżą na osi zwanej osią optyczną soczewki . Każdy promień świetlny ulega dwukrotnie załamaniu na powierzchniach ograniczających soczewkę . Wiązka promieni biegnących równolegle do osi optycznej soczewki zbierającej po przejściu przez soczewkę skupia się w jednym punkcie zwanym ogniskiem Soczewki dzielimy na skupiające ( w środku są grubsze niż na zewnątrz ) i rozpraszające ( w środku sa cieńsze aniżeli na zewnątrz ) . W soczewce rozpraszającej w ognisku przecinają się przedłużenia promieni przechodzących . Odległość ogniska od powierzchni środkowej nazywamy ogniskową soczewki . Promień biegnący pod dowolnym kątem ulega załamaniu , nie ulega załamaniu tylko promień , który przechodzi przez punkt zwany środkiem optycznym soczewki . Soczewką nazywamy cienką gdy jej grubość jest mała w porównaniu z promieniem krzywizny .

Metody wyznaczania ogniskowych soczewek skupiających i rozpraszających .

1. Pomiar soczewkowej wykorzystujący równanie soczewkowe.

Korzystając z ławy optycznej dobieramy warunki w ten sposób by na ekranie uzyskać obraz powiększony znanego obrazu . Przedmiotem jest nieprzezroczysty ekran z otworem np. w kształcie litery . Soczewkę badaną i ekran ustawiamy na ławie optycznej . Położenie soczewki dobieramy tak by uzyskać obraz powiększony i wykonujemy pomiar odległości x i y . Obliczamy ogniskowa z równania :

Pomiar może być obarczony błędem systematycznym , ponieważ nie znamy dokładnie położenia optycznego soczewki .

2. Metoda Bessela .

Występujące we wzorze ( 1) wielkości x i y możemy zmienić . w rzeczywistości zamianie odpowiada takie przesunięcie przy stałej odległości przedmiotu od ekranu by odległość wynosiła x , zaś odległość od przedmiotu y . Z zależności x + y + d oraz x - y + 1 obliczamy stad x i y a następnie podstawiamy do wzoru ( 1) otrzymując :

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

Pomiar sprowadza się do wyznaczenia położenia soczewki , przy którym uzyskujemy obraz powiększony oraz położenia dla obrazu pomniejszonego . Wartości 1 = a [1] = a [2] oraz odległość d przedmiotu i ekranu podstawiamy do wzoru :

3. Zastosowanie lunety .

Wiązka światła wybiegająca z ogniska po przejściu przez soczewkę jest wiązką równoległą , Dla przedmiotu ustawionego w ognisku nie otrzymuje się obrazu na ekranie . Obraz ten uzyskać możemy za pomocą lunety nastawionej na nieskończoność . W celu wykonania pomiaru ustawiamy lunetę na ostrość widzenia odległego punktu , ustawiamy ją na miejsce ekranu i odczytujemy położenie soczewki w ten sposób , by uzyskać w lunecie ostry obraz przedmiotu lub jego fragmentu . Mierzymy odległość przedmiotu od soczewki .

Uwagi i wnioski :

Ćwiczenie to , ma na celu zapoznanie się ze sposobem wyznaczania ogniskowej soczewek metodą Bessela . Ogniskowe soczewek , które obliczaliśmy pokrywają się z założonymi , stad możemy wnioskować o poprawności wykonania ćwiczenia . Na błędy pomiarowe składają się : niedokładny pomiar odległości linijką oraz przybliżone ustawianie soczewki i odczyt odległości między soczewką a obrazem dla obrazu powiększonego i pomniejszonego .

( 1)

---