Pomiar odległości ogniskowych soczewek cienkich Ćw. nr 77
Grzegorz Struś Piotr Czermak Tomasz Podżorny	Wydział elektroniki Rok studiów- 1		Data wykonania: 11.03.2005	Termin: 7.03.2005
						Ocena:	Podpis:

1. Cel ćwiczenia:

Zapoznanie się z procesem wytwarzania obrazów przez soczewki cienkie oraz z metodami wyznaczania odległości ogniskowych soczewek cienkich.

2. Podstawowe wzory wykorzystane w ćwiczeniu:

Metoda wzoru soczewkowego:

, stosujemy dany wzór, ponieważ z definicji s<0, a w naszych pomiarach s jest wartością dodatnią.

f'- odległość ogniskowej obrazowej

s- odległość przedmiotu od soczewki

s'- odległość obrazu od soczewki

Metoda Bessela:

d- odległość przedmiotu od ekranu

c- odległość miedzy obu położeniami

Metoda Pozornego Przedmiotu:

Powyższe wzory używamy do obliczenia odległości s przedmiotu od soczewki oraz odległości s' soczewki od obrazu.

3. Schematy układów pomiarowych:

Metoda pozornego przedmiotu:

4. Spis przyrządów pomiarowych:

• szyna z podziałką milimetrową Δ_sx- błąd przyrządu= 0,1[cm]

• soczewka nr 1

• soczewka nr 2

• soczewka nr 7

• soczewka nr 11

5. Tabele z wynikami pomiarów i obliczeń

1. Metoda wzoru soczewkowego:

Soczewka skupiająca nr 1
Strona lewa
s - odległość soczewki od źródła światła [cm]	s'- odległość obrazu od soczewki [cm]	f'- odległość ogniskowej soczewkowej [cm]
16	44,6	11,8
16	44,5	11,8
16	44,5	11,8
				16 44,5 11,8	0,1 0,1 Δf'= 0,2
Strona prawa
16	43,3	11,7
16	43	11,7
16	43,2	11,7
				16 43,2 11,7	0,1 0,1 Δf'= 0,2

Soczewka skupiająca nr 2
Strona lewa
s - odległość soczewki od źródła światła [cm]	s'- odległość obrazu od soczewki [cm]	f'- odległość ogniskowej soczewkowej [cm]
14	36,7	10,1
14	35,8	10,1
14	38,7	10,3
				14 37,1 10,2	0,1 0,2 Δf'= 0,2
Strona prawa
14	59,4	11,3
14	63	11,5
14	53,8	11,1
				14 58,7 11,3	0,1 2,7 Δf'= 0,1

Soczewka skupiająca(nr 1) połączona z soczewką rozpraszającą (nr 7)
Soczewka nr 1 od strony źródła
s - odległość soczewki od źródła światła [cm]	s'- odległość obrazu od soczewki [cm]	f'- odległość ogniskowej soczewkowej [cm]
70,5	53,5	30,4
70,5	55	30,9
70,5	54,2	30,6
				70,5 54,2 30,7	0,1 0,5 Δf'= 0,2

2. Metoda Bessela:

Soczewka nr 1
d- odległość przedmiotu od ekranu	c- odległość między obu położeniami	f'- odległość ogniskowej soczewkowej [cm]
50	14,7	11,4
50	13,5	11,6
50	14	11,5
				50 14,1 11,5	0,1 0,4 Δf'=0,1
70	40,6	11,6
70	40,5	11,6
70	40,3	11,7
				70 40,5 11,7		0,1 0,1 Δf'=0,1

Soczewka skupiająca nr 1 połączona z soczewką rozpraszającą nr 11
d- odległość przedmiotu od ekranu	c- odległość między obu położeniami	f'- odległość ogniskowej soczewkowej [cm]
100	25,4	23,4
100	24,3	23,5
100	23,7	23,6
				100 24,5 23,5	0,1 0,5 Δf'=0,1
120	55,4	23,6
120	54,8	23,8
120	55,3	23,6
				120 55,2 23,7		0,1 0,2 Δf'=0,1

3. Metoda pozornego przedmiotu:

Soczewka rozpraszająca nr 11 (w układzie z soczewka skupiającą nr 1)
z - położenie soczewki nr 11	- położenie ekranu	- położenie ekranu po przesunięciu	s - odległość soczewki od źródła światła [cm]	s'- odległość obrazu od soczewki [cm]	f'- odległość ogniskowej soczewkowej [cm]
100	91,8	85,4	8,2	14,6	-18,7
80,3	72,7	69,1	7,6	11,2	-23,6
106,4	94,7	79,8	11,7	26,6	-20,9
										-21,1 Δf'=1,5

6. Przykładowe obliczenia:

poszczególne błędy liczyliśmy ze wzorów:

Korzystając z powyższych wzorów policzyliśmy poszczególne błędy.

7. Analiza błędów.

Z otrzymanych wyników widać, że pomiary zostały wykonane z dobrą dokładnością, jednak wyniki się różnią. Metoda Bessela jest metodą dokładniejszą. Metodą najmniej dokładną okazała się metoda pozornego przedmiotu, ponieważ została wykonana zbyt mała liczba pomiarów, przy dużej głębi ostrości wykazywanej przez układ.

8. Wnioski

W ćwiczeniu tym zapoznaliśmy się z metodą wytwarzania obrazów przez soczewki cienkie. Można zauważyć, że dla pewnej odległości od soczewki powstaje obraz prosty, a dla innej odwrócony. Jest to spowodowane zasadą działania soczewki i przebiegiem promieni przez nią. Wyznaczyliśmy także odległości ogniskowe badanych soczewek. Z wyników można wywnioskować że metoda Bessela jest metodą dokładniejszą i że otrzymane wyniki są poprawne. Soczewki mają bardzo szerokie zastosowanie, a znajomość metod wyznaczania ich ogniskowych jest podstawą dzięki której wiadomo do czego można zastosować dane soczewki.

5

---