WSTP TEORETYCZNY
Soczewk sferyczn nazywamy przezroczyst bry ograniczon dwiema sferycznymi powierzchniami o jednakowych lub rónych promieniach krzywizny. W naszym dowiadczeniu ograniczymy si do rozwaania pojedynczych soczewek cienkich, tj. takich, których grubo jest znacznie mniejsza od promieni krzywizn powierzchni j ograniczajcych.
Jeli promie wietlny równolegy do gównej osi optycznej po przejciu przez soczewk zostaje odchylony w kierunku osi, to soczewk nazywamy skupiajc, gdy za w kierunku przeciwnym, wówczas soczewka jest rozpraszajca. Wizka promieni równolegych do gównej osi optycznej po zaamaniu w soczewce skupiajcej zbiega si w jednym punkcie lecym na osi, zwanym ogniskiem soczewki skupiajcej. Odlego ogniska od rodka optycznego soczewki cienkiej nazywana jest ogniskow soczewki (zwyczajowo oznaczan jako „f”).
Soczewka daje ostry obraz odwzorowywanego przedmiotu wtedy, gdy promienie wychodzce z danego punktu po przejciu przez soczewk skupiaj si w jednym punkcie. Takie odwzorowanie przedmiotu nazywamy stygmatycznym. W rzeczywistych ukadach powstaj obrazy astygmatyczne.
Rozrónia si nastpujce wady soczewek :
- aberracja chromatyczna,
- aberracja sferyczna,
- koma,
- astygmatyzm,
- dystorsja,
- krzywizna pola obrazu.
Celem wiczenia jest wyznaczanie ogniskowych soczewek za pomoc awy optycznej. Posugujemy si trzema metodami :
1) Wyznaczanie ogniskowej soczewki skupiajcej z pomiaru odlegoci przedmiotu i obrazu od soczewki.
Na awie optycznej dokonuje si pomiaru odlegoci a i b (odlego przedmiotu i obrazu od soczewki) i ogniskow oblicza si na podstawie wzoru:
2) Wyznaczanie ogniskowej soczewki skupiajcej metod Bessela.
Wielkoci a i b wystpuj w równaniu soczewki symetrycznie (mona je przestawi miejscami bez zmiany wartoci wyraenia 1/f). W praktyce przesuwamy soczewk tak, e raz otrzymujemy obraz powikszony a za drugim razem obraz pomniejszony. Oznaczajc a+b=d i a-b=c otrzymujemy wzór na ogniskow:
3) Wyznaczanie ogniskowej soczewki rozpraszajcej.
Znajc ogniskow soczewki skupiajcej f1 oraz ogniskow ukadu soczewek
f - skupiajcej i rozpraszajcej mona wyznaczy ogniskow soczewki rozproszonej f2 wiedzc, e :
Równanie to pozwala obliczy ogniskow soczewki rozpraszajcej pod warunkiem, e ukad ma waciwoci soczewki skupiajcej. Mona jednak postpi w inny sposób.
Jeli na drodze promieni wietlnych wychodzcych z punktu A i skupionych w punkcie D za pomoc soczewki skupiajcej, której rodek optyczny znajduje si w punkcie B, postawi soczewk rozpraszajc o rodku optycznym w punkcie C w taki sposób, e odlego CD byaby mniejsza od jej ogniskowej, to rzeczywisty obraz punktu A oddali si od soczewki B. Punkt D jest urojonym obrazem punktu E otrzymanym za pomoc soczewki rozpraszajcej. Oznaczajc odlegoci EC = a , DC = b otrzymujemy zgodnie z równaniem soczewki wzór na ogniskow soczewki rozpraszajcej.