Wrocaw, dn. 30.11.94
Karolina Wnuk
LABORATORIUM FIZYKI OGÓLNEJ
SPRAWOZDANIE Z WICZENIA NR 78
TEMAT: Ukady teleskopowe.
1. OPIS TEORETYCZNY.
Dwa ukady optyczne umieszczone na wspólnej osi tak, e ognisko obrazowe pierwszego ukadu pokrywa si z ogniskiem przedmiotowym drugiego, s ukadem bezogniskowym czyli teleskopowym. Wizka promieni równolegych do osi optycznej po przejciu przez taki ukad pozostaje wizk równoleg. Realizacj ukadów teleskopowych s lunety suce do ogldania bardzo odlegych przedmiotów. Oczywicie w przypadku obserwacji przedmiotów z maych odlegoci wewntrzne ogniska obu ukadów optycznych lunety nie pokrywaj si i teleskopowo takiego ukadu jest naruszona. Ze wzgldu na ograniczon przestrze, jaka jest do dyspozycji w pracowni, lunety bdziemy bada przede wszystkim dla skoczonych odlegoci przedmiotów.
Rozróniamy dwa zasadnicze typy lunet:
astronomiczn, zwan lunet Keplera,
ziemsk, luneta Galileusza.
Luneta Galileusza skada si z dwóch ukadów soczewek: skupiajcego obiektywu i rozpraszajcego okular. Daje ona ostatecznie obraz prosty, wic nadaje si do obserwacji przedmiotów znajdujcych si na ziemi. Luneta ziemska ma ma dugo i ze wzgldu na abberacj ukadu optycznego daje niewielkie powikszenie, najwyej szeciokrotne. Ukady Galileusza stosuje si przede wszystkim w najprostszych lornetkach teatralnych.
Luneta Keplera skada si z dwóch skupiajcych ukadów soczewek: obiektywu i okularu. Obiektyw wytwarza w swej obrazowej paszczynie ogniskowej rzeczywisty obraz bardzo odlegego przedmiotu. Obraz ten jest przedmiotem dla okularu, który nastpnie odwzorowuje go w nieskoczonoci. Luneta Keplera jest lunet astronomiczn, poniewa daje ostatecznie obrazy odwrócone, a podczas obserwacji cia niebieskich nie stanowi to przeszkody.
2. PRZEBIEG WICZENIA.
1. Pomiar powikszenia modelu lunety.
2. Pomiar zdolnoci rozdzielczej uzbrojonego w lunet zestawion.
3. Pomiar powikszenia lunety skorygowanej za pomoc aty.
4. Pomiar kta pola widzenia lunety skorygowanej.
5. Pomiar powikszenia lunety skorygowanej metod renicow za pomoc dynametru Ramsdena.
6. Pomiar zdolnoci rozdzielczej lunety skorygowanej.
7. Pomiar odlegoci przedmiotu za pomoc lornetki.
3. POMIAR POWIKSZENIA MODELU LUNETY.
Stolik z zestawion lunet ustawi w odlegoci 6m od testu rozdzielczego i przesuwajc okular oraz pytk ogniskow ustawi lunet na ostre widzenie testu i krzya pytki ogniskowej. Przy zmianie pooenia oka obrazy krzya na pytce ogniskowej i testu nie powinny si przemieszcza wzgldem siebie. Zmierzy:
b - odlego obiektywu od pytki ogniskowej,
- odlego okularu od pytki ogniskowej.
Zmieni pooenie dwóch elementów lunety i ponownie ustawi j na ostre widzenie, a nastpnie wykona pomiary jak wyej.
Po trzykrotnym zmierzeniu b i obliczy powikszenie lunety na podstawie wartoci rednich korzystajc ze wzoru:
TABELA POMIAROWA
b |
b |
D |
DD |
cm |
cm |
cm |
cm |
30,0 |
0,3 |
6,3 |
0,0 |
29,0 |
0,7 |
6,2 |
0,1 |
30,0 |
0,3 |
6,3 |
0,0 |
WARTOCI REDNIE |
|||
29.7 |
0,4 |
6.27 |
0,03 |
OBLICZENIA
p=7,7±0,1
4. POMIAR ZDOLNOCI ROZDZIELCZEJ OKA UZBROJONEGO W LUNET ZESTAWION.
Obserwujc z odlegoci 6m test przez lunet znale numer segmentu, na którym mona jeszcze rozróni poszczególne linie. Dla danego segmentu odczyta z tabeli liczb k, oznaczajc liczb rozdzielonych linii na 1mm . Odlego d [mm] midzy liniami jest odwrotnoci liczby k.
TABELA POMIAROWA
NR SEGMENTU |
k |
d |
|
1/mm |
mm |
15 |
3,435 |
0,291 |
Wyznaczanie wartoci zdolnoci rozdzielczej ukadu : luneta zestawiona i oko ludzkie.
OBLICZENIA
5. POMIAR POWIKSZENIA LUNETY SKORYGOWANEJ ZA POMOC ATY.
W odlegoci 6m od aty ustawi na stoliku znajdujc si na statywie i obudowan lunet skorygowan. Na obiektyw lunety naoy przyson. Lunet nastawi na ostre widzenie obrazu aty. Obserwujc jednoczenie at jednym okiem bezporednio, a drugim przez lunet, zmierzy liczb N pasków widzianych przez lunet, przypadajc na wybran liczb n pasków obserwowanych bezporednio. Obliczy powikszenie lunety ze wzoru:
TABELA POMIAROWA
N |
n |
p |
10 |
20 |
2 |
6. POMIAR KTA POLA WIDZENIA LUNETY SKORYGOWANEJ.
Na obiektyw lunety skorygowanej naoy przyson. Ustawi lunet w odlegoci a=6m na ostre widzenie aty. Policzy liczb N' wszystkich dziaek widocznych w polu widzenia lunety. Zmierzy szeroko W jednej dziaki na acie. Obliczy kt pola widzenia lunety ze wzoru:
TABELA POMIAROWA
a |
N' |
W |
2max |
|
m |
|
m |
rad |
° |
6 |
72 |
0,01 |
0,12 |
6,88 |
7. POMIAR POWIKSZENIA LUNETY SKORYGOWANEJ METOD RENICOW ZA POMOC DYNAMETRU RAMSDENA.
Patrzc przez okno ustawi lunet na ostre widzenie przedmiotu bardzo odlegego. Zmierzy suwmiark rednic D przysony. Naoy przyson na obiektyw lunety. Ustawi lup dynametru Ramsdena na ostre widzenie podziaki znajdujcej si na pytce ogniskowej dynametru. Przyoy opraw dynametru do okularu lunety. Przesuwa powoli dynametr wzdu osi optycznej lunety a do otrzymania ostrego obrazu renicy wyjciowej na tle podziaki. Zmierzy wielko rednicy D' renicy wyjciowej lunety. Obliczy powikszenie lunety ze wzoru:
TABELA POMIAROWA
D |
D' |
p |
mm |
mm |
|
20 |
1,4 |
14,3 |
7. POMIAR ZDOLNOCI ROZDZIELCZEJ LUNETY SKORYGOWANEJ.
Wyznaczy warto ktow zdolnoci rozdzielczej lunety skorygowanej podobnie jak dla lunety zestawionej. Na obiektyw lunety skorygowanej zaoy przyson.
TABELA POMIAROWA
NR SEGMENTU |
k |
d |
|
1/mm |
mm |
15 |
3,435 |
0,291 |
OBLICZENIA
8. POMIAR ODLEGOCI PRZEDMIOTU ZA POMOC LORNETKI.
Z dwóch miejsc obserwowa poziom at wyskalowan w metrach. Okreli liczb dziaek widocznych w prawym okularze lornetki, przypadajc na odpowiedni dugo aty F. Obliczy odlego aty od obserwatora ze wzoru:
Wykorzystujc pionow skal lornetki oraz powysze obliczenia zmierzy wzrost osoby stojcej pod at.
TABELA POMIAROWA I
F |
R |
K |
m |
tysiczne |
km |
1 |
45 |
0,022 |
1 |
15 |
0,067 |
TABELA POMIAROWA II
K |
R |
F |
km |
tysiczne |
m |
0,067 |
25 |
1,67 |
9. SPIS PRZYRZDÓW.
Model lunety do zestawienia na awie optycznej,
Luneta skorygowana,
Przysony do obiektywu lunety,
Dynametr Ramsdena,
ata z testem rozdzielczym,
Lornetka,
ata pozioma do obserwacji lornetk,
Tama miernicza,
Suwmiarka.
10. UWAGI I WNIOSKI.
Przeprowadzone wiczenie potwierdzio zaoenia teoretyczne. W wiczeniu wykonano pomiary odlegoci i wysokoci. Otrzymane wyniki zblione s do rzeczywistych wartoci. Wzrost mierzonej osoby wynosi 1,7 m, podczas gdy wzrost tej osoby obliczony na podstawie wykonanych pomiarów wynosi 1,67m. Wartoci te s wic bardzo zblione. Równie otrzymane odlegoci nie odbiegaj znacznie od rzeczywistych.