Korzystając z następujących zależności:
y1 − y2 = a
$$f = \frac{e^{2} - a^{2}}{4e}$$
$$D = \frac{1}{f}$$
$$h = \sqrt{H_{1} - H_{2}}$$
$$p_{1} = \frac{H_{1}}{h}$$
$$p_{2} = \frac{H_{2}}{h}$$
obliczono wartość parametru a, długość ogniskowej soczewki f, zdolność skupiającą D, wysokość przedmiotu h oraz powiększenie przedmiotu w obu położeniach przedmiotu p:
y1 | y2 | a | H1 | H2 | f | h | p1 | p2 | D |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
[mm] | [mm] | [mm] | [mm] | [mm] | [mm] | [mm] | [-] | [-] | [D] |
518 | 269 | 249 | 11 | 4 | 208 | 6,63 | 1,66 | 0,603 | 4,82 |
515 | 279 | 236 | 10 | 4 | 209 | 6,32 | 1,58 | 0,632 | 4,78 |
520 | 275 | 245 | 11 | 5 | 208 | 7,42 | 1,48 | 0,674 | 4,81 |
520 | 300 | 220 | 11 | 4 | 211 | 6,63 | 1,66 | 0,603 | 4,73 |
550 | 265 | 285 | 12 | 4 | 202 | 6,93 | 1,73 | 0,577 | 4,95 |
550 | 305 | 245 | 11 | 4 | 208 | 6,63 | 1,66 | 0,603 | 4,81 |
554 | 276 | 278 | 12 | 4 | 203 | 6,93 | 1,73 | 0,577 | 4,92 |
515 | 281 | 234 | 11 | 4 | 210 | 6,63 | 1,66 | 0,603 | 4,77 |
554 | 281 | 273 | 12 | 4 | 204 | 6,93 | 1,73 | 0,577 | 4,90 |
552 | 269 | 283 | 11 | 3 | 202 | 5,74 | 1,91 | 0,522 | 4,94 |
Następnie wyznaczono wartości średnie ogniskowej f, zdolności skupiającej D, wysokości przedmiotu h, wysokości obrazów H oraz powiększeń p i wielkości a:
$$\overset{\overline{}}{f} = 207\lbrack mm\rbrack$$
$$\overset{\overline{}}{D} = 4,84\lbrack D\rbrack$$
$$\overset{\overline{}}{h} = 6,68\lbrack mm\rbrack$$
$$\overset{\overline{}}{p_{1}} = 1,68$$
$$\overset{\overline{}}{p_{2}} = 0,597$$
$$\overset{\overline{}}{H_{1}} = 11,2\lbrack mm\rbrack$$
$$\overset{\overline{}}{H_{2}} = 4,00\lbrack mm\rbrack$$
$$\overset{\overline{}}{a} = 255\lbrack mm\rbrack$$
Dla wielkości y1, y2, H1, H2 obliczono niepewności standardowe u(y1), u(y2), u(H1 ), u(H2) metodą typu A:
$$u\left( y_{1} \right) = \sqrt{\frac{\sum_{i = 1}^{n}{({y_{1,i} - \overset{\overline{}}{y_{1}})}^{2}}}{n(n - 1)}} = 5,77\lbrack mm\rbrack$$
$$u\left( y_{2} \right) = \sqrt{\frac{\sum_{i = 1}^{n}{({y_{2,i} - \overset{\overline{}}{y_{2}})}^{2}}}{n(n - 1)}} = 4,13\lbrack mm\rbrack$$
$$u\left( H_{1} \right) = \sqrt{\frac{\sum_{i = 1}^{n}{({H_{1,i} - \overset{\overline{}}{H_{1}})}^{2}}}{n(n - 1)}} = 0,20\lbrack mm\rbrack$$
$$u\left( H_{2} \right) = \sqrt{\frac{\sum_{i = 1}^{n}{({H_{2,i} - \overset{\overline{}}{H_{2}})}^{2}}}{n(n - 1)}} = 0,15\lbrack mm\rbrack$$
Dla wielkości e obliczono niepewność u(e) następująco:
wartość działki elementarnej 1mm
$$u\left( e \right) = \frac{1\lbrack mm\rbrack}{\sqrt{3}} = 0,58\lbrack mm\rbrack$$
Niepewność standardową a obliczono następująco:
$$u\left( a \right) = \sqrt{{(\frac{\partial a}{\partial y_{1}}u\left( y_{1} \right))}^{2} + {(\frac{\partial a}{\partial y_{2}}u\left( y_{2} \right))}^{2}}$$
$$u\left( a \right) = \sqrt{{(u\left( y_{1} \right))}^{2} + {( - u\left( y_{2} \right))}^{2}}$$
$$u\left( a \right) = \sqrt{{(5,77\lbrack mm\rbrack)}^{2} + {( - 4,13\lbrack mm\rbrack)}^{2}} = 7,10\lbrack mm\rbrack$$
Niepewność standardową f obliczono następująco:
$$u\left( f \right) = \sqrt{{(\frac{\partial f}{\partial e}u\left( e \right))}^{2} + {(\frac{\partial f}{\partial a}u\left( a \right))}^{2}}$$
$$u\left( f \right) = \sqrt{{(\frac{2e \bullet 4e - 4 \bullet e^{2}}{16e^{2}}u\left( e \right))}^{2} + {( - \frac{2a}{4e}u(a))}^{2}}$$
$$u\left( f \right) = \sqrt{{(\frac{1}{4}u\left( e \right))}^{2} + {( - \frac{a}{2e}u(a))}^{2}}$$
$$u\left( f \right) = \sqrt{{(\frac{1}{4} \bullet 0,58\lbrack mm\rbrack)}^{2} + {( - \frac{255\left\lbrack \text{mm} \right\rbrack}{2 \bullet 899\left\lbrack \text{mm} \right\rbrack}7,10\lbrack mm\rbrack)}^{2}} = 1,0\lbrack mm\rbrack$$
Niepewność standardową D obliczono następująco:
$$u\left( D \right) = \frac{\partial D}{\partial f}u(f)$$
$$u\left( D \right) = \left| \frac{\partial D}{\partial f} \right|u\left( f \right) = \frac{u(f)}{f^{2}}$$
$$u\left( D \right) = \frac{0,001\lbrack m\rbrack}{{0,207\lbrack m\rbrack}^{2}} = 0,023\left\lbrack \frac{1}{m} \right\rbrack = 0,023\lbrack D\rbrack$$
Niepewność standardową wysokości przedmiotu h obliczono następująco:
$$u\left( h \right) = \sqrt{{(\frac{\partial h}{\partial H_{1}}u\left( H_{1} \right))}^{2} + {(\frac{\partial h}{\partial H_{2}}u\left( H_{2} \right))}^{2}}$$
$$u\left( h \right) = \sqrt{{(\frac{H_{1}}{2\sqrt{H_{1}H_{2}}}u\left( H_{1} \right))}^{2} + {(\frac{H_{2}}{2\sqrt{H_{1}H_{2}}}u\left( H_{2} \right))}^{2}}$$
$$u\left( h \right) = \sqrt{{(\frac{11,2\left\lbrack \text{mm} \right\rbrack}{2\sqrt{11,2\left\lbrack \text{mm} \right\rbrack 4,00\left\lbrack \text{mm} \right\rbrack}}0,20\lbrack mm\rbrack)}^{2} + {(\frac{4,00\lbrack mm\rbrack}{2\sqrt{11,2\left\lbrack \text{mm} \right\rbrack 4,00\lbrack mm\rbrack}}0,15\lbrack mm\rbrack)}^{2}} = 0,17\lbrack mm\rbrack$$
Niepewność standardową powiększeń obrazu p obliczono następująco:
$$u\left( p_{1} \right) = \sqrt{{(\frac{\partial p_{1}}{\partial H_{1}}u\left( H_{1} \right))}^{2} + {(\frac{\partial p_{1}}{\partial h}u\left( h \right))}^{2}}$$
$$u\left( p_{1} \right) = \sqrt{{(\frac{1}{h}u\left( H_{1} \right))}^{2} + {( - \frac{H_{1}}{h^{2}}u\left( h \right))}^{2}}$$
$$u\left( p_{1} \right) = \sqrt{{(\frac{1}{6,68\left\lbrack \text{mm} \right\rbrack}0,20\lbrack mm\rbrack)}^{2} + {( - \frac{11,2\lbrack mm\rbrack}{{6,68\lbrack mm\rbrack}^{2}}0,17\lbrack mm\rbrack)}^{2}} = 0,052$$
$$u\left( p_{2} \right) = \sqrt{{(\frac{\partial p_{2}}{\partial H_{2}}u\left( H_{2} \right))}^{2} + {(\frac{\partial p_{2}}{\partial h}u\left( h \right))}^{2}}$$
$$u\left( p_{2} \right) = \sqrt{{(\frac{1}{h}u\left( H_{2} \right))}^{2} + {( - \frac{H_{2}}{h^{2}}u\left( h \right))}^{2}}$$
$$u\left( p_{2} \right) = \sqrt{{(\frac{1}{6,68\left\lbrack \text{mm} \right\rbrack}0,15\lbrack mm\rbrack)}^{2} + {( - \frac{4,00\lbrack mm\rbrack}{{6,68\lbrack mm\rbrack}^{2}}0,17\lbrack mm\rbrack)}^{2}} = 0,027\lbrack mm\rbrack$$
Zestawienie wyników:
a ± u(a) = (255 ± 7, 10)[mm]
H1 ∓ u(H1) = (11, 2 ± 0, 20)[mm]
H2 ∓ u(H2) = (4, 00 ± 0, 15)[mm]
h ∓ u(h) = (6, 68 ∓ 0, 17)[mm]
p1 ∓ u(p1)=1, 68 ∓ 0, 052
p2 ∓ u(p2)=0, 597 ∓ 0, 027
f ∓ u(f) = (207 ∓ 1, 0)[mm]
D ∓ u(D) = (4, 84 ∓ 0, 023)[D]