Lab 53, agh wimir, fizyka, Fizyka(1)

WEAiIE

Jantura Jarosław

Kozdęba Marek

Rok I

Grupa III

Zespół: 6

Laboratorium Fizyczne I

Temat: Soczewki

Nr ćwiczenia: 53

Data wykonania:

24.03.1999

Data oddania:

Zwrot do poprawy:

Data odbioru:

Data zaliczenia:

Ocena:

Opracowanie wyników:

Wyznaczenie ogniskowej soczewki skupiającej metodą bezpośrednią.

Pomiary dla soczewki skupiającej - metoda bezpośrednia
Współrzędne źródła [mm]	Współrzędne położenia soczewki [mm]	Współrzędne ekranu [mm]	Odległość źródła od ekranu: L[mm]	Odległość źródła od soczewki: X[mm]	Odległość soczewki od ekranu: Y[mm]	Ogniskowa soczewki: f[mm]
100	255	650	550	155	395	111,32
100	490	650	550	390	160	113,45
100	247	700	600	147	453	110,99
100	547	700	600	447	153	113,99
100	242	750	650	142	508	110,98
100	601	750	650	501	149	114,84
100	238	800	700	138	562	110,79
100	656	800	700	556	144	114,38
100	232	900	800	132	668	110,22
100	764	900	800	664	136	112,88
100	229	1000	900	129	771	110,51
100	865	1000	900	765	135	114,75
100	226	1100	1000	126	874	110,12
100	970	1100	1000	870	130	113,10
100	225	1200	1100	125	975	110,80
100	1072	1200	1100	972	128	113,11
100	224	1300	1200	124	1076	111,19
100	1173	1300	1200	1073	127	113,56
100	222	1400	1300	122	1178	110,55
100	1273	1400	1300	1173	127	114,59
				Średnia ogniskowa :		112,306
							Błąd standardowy średniej :	0,380

Średnia ogniskowa badanej soczewki skupiającej wynosi 112,306 [mm]

Błąd standardowy średniej liczony ze wzoru:

gdzie:

Δf_s - błąd standardowy średniej

f_i - ogniskowe dla i=1,2...n

f_s - średnia ogniskowa

n - ilość pomiarów_,

wynosi 0,38 [mm]

Wyznaczenie ogniskowej soczewki skupiającej metodą Bessela.

Pomiary dla soczewki skupiającej - metoda Bessela
Współrzędne źródła [mm]	Współrzędne soczewki (o.pow.) [mm]	Współrzędne soczewki (o.pom.) [mm]	Współrzędne ekranu [mm]	Odległość źródła od ekranu: L[mm]	Odległość między poł. Soczewek D[mm]	Ogniskowa soczewki: f[mm]
100	255	490	650	550	235	112,40
100	247	547	700	600	300	112,50
100	242	601	750	650	359	112,93
100	238	656	800	700	418	112,60
100	232	764	900	800	532	111,56
100	229	865	1000	900	636	112,64
100	226	970	1100	1000	744	111,62
100	225	1072	1200	1100	847	111,95
100	224	1173	1300	1200	949	112,37
100	222	1273	1400	1300	1051	112,58
				Średnia ogniskowa :		112,314
							Błąd standardowy średniej :	0,144

Średnia ogniskowa badanej soczewki skupiającej wynosi 112,314 [mm]

Błąd standardowy średniej wynosi 0,144 [mm]

Porównując wartości ogniskowych otrzymanych metodą bezpośrednią: 112,306 ± 0,38 [mm], a metodą Bessela: 112,314 ± 0,144 [mm] widać, że te wartości są sobie równe w granicach błędu.

Metodą dokładniejszą wydaje się być metoda Bessela.

Wyznaczenie ogniskowej soczewki rozpraszającej na podstawie pomiarów dla układu soczewek.

Pomiary dla układu złożonego z soczewki rozpraszającej i skupiającej
Współrzędne źródła [mm]	Współrzędne soczewki (o.pow.) [mm]	Współrzędne soczewki (o.pom.) [mm]	Współrzędne ekranu [mm]	Odległość źródła od ekranu: L[mm]	Odległość między poł. soczewek D[mm]	Ogniskowa soczewki: f[mm]
100	246	431	750	650	185	149,34
100	234	495	800	700	261	150,67
100	219	553	850	750	334	150,31
100	215	610	900	800	395	151,24
100	206	722	1000	900	516	151,04
100	199	826	1100	1000	627	151,72
100	196	932	1200	1100	736	151,89
100	192	1035	1300	1200	843	151,95
100	190	1136	1400	1300	946	152,90
*Układ soczewek: rozpraszająca i skupiająca :*				Średnia ogniskowa :		151,229
							Błąd standardowy średniej :	0,349
				*Soczewka skupiająca :*			Średnia ogniskowa :	112,314
							Błąd standardowy średniej :	0,144
				*Soczewka rozpraszająca :*			Średnia ogniskowa :	-203,302
							Błąd standardowy średniej :	1,887

Średnia ogniskowa badanego układu soczewek wynosi 151,229 [mm]

Błąd standardowy średniej wynosi 0,349 [mm]

Średnia ogniskowa soczewki skupiającej wynosi 112,314 [mm]

Błąd standardowy średniej wynosi 0,144 [mm]

Średnia ogniskowa soczewki rozpraszającej liczonej ze wzoru

gdzie:

f - ogniskowa układu soczewek

f₁ - ogniskowa soczewki skupiającej

f₂ - ogniskowa soczewki rozpraszającej

δ - odległość między soczewkami,

wynosi -203,302 [mm] - średnia ogniskowej jest ujemna dla soczewek rozpraszających.

Błąd oszacowany z prawa przenoszenia błędów liczony ze wzoru

Wynosi 1,887 [mm]

Badanie wad soczewek - aberracja sferyczna.

Pomiary: Aberracja sferyczna - promienie brzegowe i środkowe
	Współrzędne źródła [mm]	Współrzędne soczewki (o.pow.) [mm]	Współrzędne soczewki (o.pom.) [mm]	Współrzędne ekranu [mm]	Odległość źródła od ekranu: L[mm]	Odległość między poł. soczewek D[mm]	Ogniskowa soczewki: f[mm]	Aberracja (różnica ogniskowych) S [mm]
Pr. środkowe	100	417	715	1000	900	298	200,33	3,07
Pr. brzegowe	100	402	718	1000	900	316	197,26
Pr. środkowe	100	391	840	1100	1000	449	199,60		4,59
Pr. brzegowe	100	380	849	1100	1000	469	195,01
Pr. środkowe	100	376	952	1200	1100	576	199,60		2,37
Pr. brzegowe	100	371	956	1200	1100	585	197,22
Pr. środkowe	100	373	1006	1250	1150	633	200,39		3,33
Pr. brzegowe	100	365	1010	1250	1150	645	197,06
Pr. środkowe	100	367	1059	1300	1200	692	200,24		2,03
Pr. brzegowe	100	364	1063	1300	1200	699	198,21
Pr. środkowe	100	362	1168	1400	1300	806	200,07		3,43
Pr. brzegowe	100	356	1173	1400	1300	817	196,64
			Średnia ogniskowa dla promieni środkowych:				200,038
						Błąd standardowy średniej (pr. środkowe) :				0,146
						Średnia ogniskowa dla promieni brzegowych:				196,900
						Błąd standardowy średniej (pr. brzegowe) :				0,433

Aberracja sferyczna liczona jako różnice ogniskowych dla promieni skrajnych i przyosiowych wynosi 3,14 [mm]

Badanie wad soczewek - aberracja chromatyczna.

Pomiary: Aberracja chromatyczna - światło czerwone i fioletowe
	Współrzędne źródła [mm]	Współrzędne soczewki (o.pow.) [mm]	Współrzędne soczewki (o.pom.) [mm]	Współrzędne ekranu [mm]	Odległość źródła od ekranu: L[mm]	Odległość między poł. soczewek D[mm]	Ogniskowa soczewki: f[mm]	Aberracja (różnica ogniskowych) S [mm]
Pr. czerwone	100	420	716	1000	900	296	200,66	1,33
Pr. fioletowe	100	414	718	1000	900	304	199,33
Pr. czerwone	100	408	780	1050	950	372	201,08		2,59
Pr. fioletowe	100	395	780	1050	950	385	198,49
Pr. czerwone	100	395	837	1100	1000	442	201,16		3,14
Pr. fioletowe	100	388	844	1100	1000	456	198,02
Pr. czerwone	100	388	894	1150	1050	506	201,54		5,42
Pr. fioletowe	100	372	900	1150	1050	528	196,12
Pr. czerwone	100	385	949	1200	1100	564	202,71		4,69
Pr. fioletowe	100	371	953	1200	1100	582	198,02
Pr. czerwone	100	377	1006	1250	1150	629	201,49		3,31
Pr. fioletowe	100	367	1008	1250	1150	641	198,18
Pr. czerwone	100	372	1058	1300	1200	686	201,96		4,33
Pr. fioletowe	100	365	1066	1300	1200	701	197,62
			Średnia ogniskowa dla promieni czerwonych:				201,514
						Błąd standardowy średniej (pr. czerwone) :				0,251
						Średnia ogniskowa dla promieni fioletowe:				197,969
						Błąd standardowy średniej (pr. filetowe) :				0,368

Aberracja chromatyczna liczona jako różnice ogniskowych dla promieni czerwonych i fioletowych wynosi 3,55 [mm]

- 3 -