Pracownia Zakładu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej
|
|||||||||||||
Nazwisko i imię studenta |
|
Instytut i symbol grupy |
WT 3.3 |
||||||||||
Data wyk. Ćwiczenia
|
Symbol ćwiczenia |
3,3 |
Temat zadania |
Pomiar ogniskowych soczewek metodą Bassela |
|||||||||
ZALICZENIE |
Ocena |
Data |
Podpis |
||||||||||
Temat ćwiczenia:
Pomiary ogniskowych soczewek metodą Bassela
Podstawy teoretyczne
Przy wyznaczaniu ogniskowej ze wzoru soczewkowego mierzy się odległości a i b przedmiotu od i ekranu od środka optycznego S soczewki, jednak często ze względu na trudności w wyznaczeniu dokładnego położenia środka optycznego wyniki są obarczone pewnym błędem systematycznym. Wyeliminować można go stosując metodę Bassela. Polega ona na tym że do obliczeń stosuje się odpowiednio zmodyfikowany wzór w którym są wyeliminowane wielkości a i b, oraz wprowadzenie odległości c od przedmiotu.
Dla odległości c>4f przedmiotu od ekranu, istnieją dwa położenia soczewki, dla których na ekranie pojawia się ostry obraz. Raz powiększony a raz zmniejszony. Znając odległość pomiędzy ekranem a przedmiotem c, oraz odległość a1-a2=s pomiędzy położeniami soczewki przy których otrzymuje się ostry obraz, można wyrazić odległości a i b przez odpowiednio
oraz
Na podstawie ostatniego wzoru można obliczyć ogniskową.
Tabela pomiarowa
Rodzaj soczewki |
Lp |
a1 [cm] |
a2 [cm] |
s [cm] |
c [cm] |
f [cm] |
|
1 |
18,6 |
103,3 |
84,7 |
120 |
15,05398 |
|
2 |
18,65 |
103,1 |
84,45 |
120 |
15,14208 |
|
3 |
18,6 |
103,25 |
84,65 |
120 |
15,07162 |
|
4 |
18,6 |
103,2 |
84,6 |
120 |
15,08925 |
|
1 |
18,95 |
93,05 |
74,1 |
110 |
15,02089 |
|
2 |
18,9 |
93,05 |
74,15 |
110 |
15,00404 |
s |
3 |
18,9 |
92,9 |
74 |
110 |
15,05455 |
k |
4 |
18,85 |
93 |
74,15 |
110 |
15,00404 |
u |
1 |
19,4 |
82,3 |
62,9 |
100 |
15,10898 |
p |
2 |
19,35 |
82,25 |
62,9 |
100 |
15,10898 |
i |
3 |
19,4 |
82,3 |
62,9 |
100 |
15,10898 |
a |
4 |
19,45 |
82,2 |
62,75 |
100 |
15,15609 |
j |
1 |
19,9 |
71,6 |
51,7 |
90 |
15,07531 |
ą |
2 |
19,9 |
71,65 |
51,75 |
90 |
15,06094 |
c |
3 |
19,95 |
71,55 |
51,6 |
90 |
15,104 |
a |
4 |
19,95 |
71,6 |
51,65 |
90 |
15,08966 |
|
1 |
20,85 |
60,6 |
39,75 |
80 |
15,0623 |
|
2 |
20,95 |
60,75 |
39,8 |
80 |
15,04988 |
|
3 |
20,95 |
60,6 |
39,65 |
80 |
15,08712 |
|
4 |
20,85 |
60,7 |
39,85 |
80 |
15,03743 |
|
1 |
51,85 |
76,7 |
24,85 |
130 |
31,31246 |
|
2 |
51,9 |
76,7 |
24,8 |
130 |
31,31723 |
|
3 |
51,7 |
76,9 |
25,2 |
130 |
31,27877 |
|
4 |
51,95 |
76,8 |
24,85 |
130 |
31,31246 |
u |
1 |
46 |
93 |
47 |
140 |
31,05536 |
k |
2 |
46,5 |
92,75 |
46,25 |
140 |
31,18025 |
ł |
3 |
46,25 |
93,25 |
47 |
140 |
31,05536 |
a |
4 |
46,4 |
93,1 |
46,7 |
140 |
31,10555 |
d |
1 |
44,3 |
105,45 |
61,15 |
150 |
31,2678 |
|
2 |
44,1 |
105,5 |
61,4 |
150 |
31,21673 |
|
3 |
44,2 |
105,6 |
61,4 |
150 |
31,21673 |
s |
4 |
44,3 |
105,3 |
61 |
150 |
31,29833 |
o |
1 |
42,15 |
116,7 |
74,55 |
160 |
31,31609 |
c |
2 |
42,4 |
117 |
74,6 |
160 |
31,30444 |
z |
3 |
42,25 |
116,9 |
74,65 |
160 |
31,29278 |
e |
4 |
42,3 |
116,8 |
74,5 |
160 |
31,32773 |
k. |
1 |
41 |
128,5 |
87,5 |
170 |
31,24081 |
|
2 |
40,9 |
128,6 |
87,7 |
170 |
31,18928 |
|
3 |
40,9 |
128,4 |
87,5 |
170 |
31,24081 |
|
4 |
40,8 |
128,2 |
87,4 |
170 |
31,26653 |
Wartości średnie
dla skupiającej f = 15,0745 cm D = 6,633719
dla układu soczewek f= 31,2395 cm D = 3,201076
Szacowanie błędu
Δc = 0,1 cm
Δs = 0,1cm +0,2 cm = 0,3 cm
Błąd liczymy metodą różniczkową
Odp:
Dla pierwszej soczewki f = 15,0745 ± 0,14326
f = 15,0745 ±0,95% D = 6,6337 ±0,95%
Dla układu soczewek f = 31,0745 ±0,083256
f = 31,0745 ± 0,268% D = 3,2180 ±0,268%
Dla soczewki rozpraszającej
f = -16 ± 0,2265
f = -16 ± 1,415% D = -6,25 ±1,415%