LABORATORIUM FIZYCZNE
Grupa lab. 1 |
||
Kolejny nr wiczenia: |
Nazwisko i imi: |
Wydzia |
Symbol wiczenia: 21 |
|
|
Temat: Pomiar ognisko- |
Data odrobienia wiczenia: |
Semestr |
wej soczewek metod |
|
|
Bessela. |
Data oddania sprawozdania |
Grupa st. |
|
|
|
|
Podpis |
Ocena: |
|
|
|
Wyniki pomiarów w milimetrach:
PIERWSZA SOCZEWKA - METODA BEZPOREDNIA (w mm) |
|||||
pomiar |
Zero |
a+Zero |
a+b+Zero |
a |
b |
1 |
62 |
761 |
917 |
699 |
156 |
2 |
62 |
762 |
917 |
700 |
155 |
3 |
63 |
761 |
917 |
698 |
156 |
DRUGA SOCZEWKA - METODA BEZPOREDNIA (w mm) |
|||||
pomiar |
Zero |
a+Zero |
a+b+Zero |
a |
b |
1 |
62 |
144 |
900 |
82 |
756 |
2 |
62 |
145 |
900 |
83 |
755 |
3 |
63 |
142 |
900 |
80 |
758 |
PIERWSZA SOCZEWKA - METODA BESSELA (w mm) |
||||||
pomiar |
Zero |
Ekran |
pooenie I |
pooenie II |
d |
e |
1 |
62 |
830 |
223 |
671 |
448 |
768 |
2 |
62 |
830 |
221 |
670 |
449 |
768 |
3 |
62 |
830 |
220 |
670 |
450 |
768 |
DRUGA SOCZEWKA - METODA BESSELA (w mm) |
||||||
pomiar |
Zero |
Ekran |
pooenie I |
pooenie II |
d |
e |
1 |
62 |
924 |
144 |
834 |
690 |
862 |
2 |
62 |
924 |
140 |
832 |
692 |
862 |
3 |
62 |
924 |
141 |
834 |
693 |
862 |
UKAD SOCZEWEK - METODA BESSELA (w mm) |
||||||
pomiar |
Zero |
Ekran |
pooenie I |
pooenie II |
d |
e |
1 |
62 |
567 |
487 |
149 |
338 |
505 |
2 |
62 |
567 |
488 |
148 |
340 |
505 |
3 |
62 |
567 |
489 |
149 |
340 |
505 |
Odlego pomidzy soczewkami =60mm |
UKAD SOCZEWEK - METODA BESSELA (w mm) |
||||||
pomiar |
Zero |
Ekran |
pooenie I |
pooenie II |
d |
e |
1 |
62 |
560 |
118 |
469 |
351 |
498 |
2 |
62 |
560 |
120 |
468 |
348 |
498 |
3 |
62 |
560 |
118 |
468 |
350 |
498 |
Odlego pomidzy soczewkami =6mm |
Opracowanie:
1. Wyznaczenie ogniskowej soczewek zbierajcych.
a) metoda bezporednia
Na awie optycznej umieszczamy soczewk zbierajc pomidzy przedmiotem a ekranem, umieszczonym w takiej odlegoci od przedmiotu, aby mona byo na nim uzyska ostry obraz powikszony.
Mierzymy odlegoci a (odlego przedmiotu od soczewki) i b (odlego ekranu od soczewki).
A
B O B1
A1
a b
Odlegoci przedmiotu i jego obrazu od rodka soczewki cienkiej speniaj zaleno zwan wzorem soczewkowym:
f - ogniskowa soczewki
Obliczenia wykonujemy dla wartoci rednich ar i br.
PIERWSZA SOCZEWKA - (w mm) |
|||||
pomiar |
a |
b |
|
ar |
br |
1 |
699 |
156 |
|
699 |
156 |
2 |
700 |
155 |
|||
3 |
698 |
156 |
DRUGA SOCZEWKA - (w mm) |
|||||
pomiar |
a |
b |
|
ar |
br |
1 |
82 |
756 |
|
82 |
756 |
2 |
83 |
755 |
|||
3 |
80 |
758 |
a) metoda Bessela
Dla soczewek grubych, a szczególnie dla ukadów soczewek, wyznaczanie ogniskowej metod bezporedni jest utrudnione i mao dokadne. Trudnoci te mona omin wyznaczajc ogniskow soczewki metod Bessela.
Przy staej, odpowiednio duej odlegoci przedmiotu od ekranu istniej dwa pooenia soczewki skupiajcej, przy których na ekranie mona uzyska: obraz powikszony i pomniejszony. Mierzc wzajemn odlego tych pooe d oraz odlego od ekranu e mona obliczy ogniskow soczewki na podstawie wzoru:
b a
d
A
B1 B2
B O O' A2
A1
a b
e
Z symetrii wzoru soczewkowego wynika, e jeeli dla pierwszego pooenia soczewki odlego przedmiotu od soczewki wynosi a, to dla drugiego pooenia soczewki odlegoci te s równe odpowiednio b i a.
Dla otrzymania dwóch obrazów rzeczywistych odlego przedmiotu od ekranu musi spenia warunek e>4f.
PIERWSZA SOCZEWKA - (w mm) |
||||
pomiar |
d |
e |
|
dr |
1 |
448 |
768 |
|
449 |
2 |
449 |
768 |
||
3 |
450 |
768 |
DRUGA SOCZEWKA - (w mm) |
||||
pomiar |
d |
e |
|
dr |
1 |
690 |
862 |
|
692 |
2 |
692 |
862 |
||
3 |
693 |
862 |
2. Wyznaczenie ogniskowej soczewki rozpraszajcej..
Ogniskow fr soczewki rozpraszajcej, która nie daje obrazów rzeczywistych wyznaczamy przez poczenie jej w ukad z soczewk skupiajc o zmierzonej uprzednio ogniskowej f. Okrelajc metod Bessela ogniskow fu ukadu soczewek moemy obliczy ogniskow soczewki rozpraszajcej ze wzoru:
a gdy uwzgldnimy odlego pomidzy soczewkami :
Wynika z tego, e ukad soczewek bdzie mia wasnoci skupiajce (fu>0), jeeli ogniskowe poszczególnych soczewek speniaj nierówno øfrø>f.
Obliczenie ogniskowej ukadu soczewek metod Bessela:
PIERWSZY UKAD SOCZEWEK - (w mm) |
|||||
pomiar |
d |
e |
|
|
dr |
1 |
338 |
505 |
|
60 |
339 |
2 |
340 |
505 |
|||
3 |
340 |
505 |
Znajc ogniskow ukadu soczewek mona wyznaczy ogniskow soczewki rozpraszajcej:
a) bez uwzgldnienia odlegoci pomidzy soczewkami (=60mm):
b) uwzgldniajc odlego pomidzy soczewkami (=60mm):
DRUGI UKAD SOCZEWEK - (w mm) |
|||||
pomiar |
d |
e |
|
|
dr |
1 |
351 |
498 |
|
6 |
350 |
2 |
348 |
498 |
|||
3 |
350 |
498 |
Znajc ogniskow ukadu soczewek mona wyznaczy ogniskow soczewki rozpraszajcej:
a) bez uwzgldnienia odlegoci pomidzy soczewkami (=6mm):
b) uwzgldniajc odlego pomidzy soczewkami (=6mm):
2. Rachunek bdów:
Bdy pomiaru odlegoci ar i br obliczamy jako bd maksymalny redniej z trzech pomiarów. Bd odlegoci e przedmiotu od ekranu oceniamy na podstawie dokadnoci skali awy optycznej. Bd odlegoci d obliczamy ze wzoru:
Bd ogniskowej f soczewki skupiajcej znale ze wzoru:
PIERWSZA SOCZEWKA (w mm) |
||||||
øarø |
øbrø |
ødø |
øeø |
dœr |
eœr |
øfø |
4 |
4 |
8 |
1 |
449 |
768 |
2.71"3 |
DRUGA SOCZEWKA (w mm) |
||||||
øarø |
øbrø |
ødø |
øeø |
dœr |
eœr |
øfø |
4 |
4 |
8 |
1 |
692 |
862 |
3.62"4 |
Bd ogniskowej ukadu soczewek fu obliczamy jak bd ogniskowej pojedynczej soczewki.
PIERWSZY UKAD SOCZEWEK (w mm) |
||||||
øarø |
øbrø |
ødø |
øeø |
dœr |
eœr |
øfuø |
4 |
4 |
8 |
1 |
339 |
505 |
3.04"3 |
DRUGI UKAD SOCZEWEK (w mm) |
||||||
øarø |
øbrø |
ødø |
øeø |
dœr |
eœr |
øfuø |
4 |
4 |
8 |
1 |
350 |
498 |
3.18"3 |
Bd ogniskowej soczewki rozpraszajcej fr znajdujemy ze wzoru:
PIERWSZY UKAD SOCZEWEK (w mm) |
|||||
fr |
f |
øfø |
fu |
øfuø |
øfrø |
-635 |
77 |
4 |
69 |
3 |
395 |
PIERWSZY UKAD SOCZEWEK (w mm) |
|||||
fr |
f |
øfø |
fu |
øfuø |
øfrø |
-346 |
77 |
4 |
63 |
3 |
132 |
Dla soczewek pierwszej drugiej bdy pomiarów nie s due. Wynikaj one gównie z niedokadnoci odczytu ze skali oraz jakoci przyrzdów pomiarowych.
Bd pomiaru dla soczewki rozpraszajcej jest duo wikszy ni bd dla soczewek skupiajcych. Jest to wynikiem obranej metody pomiarowej oraz bdu soczewki skupiajcej poczonej z soczewk skupiajc. Na bd ten istotny wpyw. Na bd ten istotny wpyw miaa odlego pomidzy soczewkami poczonymi w ukad, który by niestabilny i uciliwy w uyciu.