TABELA INFORMACYJNA Imię i nazwisko autora opracowania wyników: Klasa: Ocena: Numery w dzienniku

Transkrypt

1 TABELA INFORMACYJNA Imię i nazwisko autora opracowania wyników: Klasa: Ocena: Numery w dzienniku Imiona i nazwiska pozostałych członków grupy: Data: PRZYGOTOWANIE I UMIEJĘTNOŚCI WEJŚCIOWE: Należy posiadać linijkę. Należy przypomnieć sobie temat o równaniu soczewki. Zapoznać się z tekstem A3.7. w Aneksie 3. na stronie 417. podręcznika (cz. 2) (Tekst opisuje inne obowiązkowe doświadczenie z soczewkami). CELE: Uczeń: przeprowadza doświadczenie dotyczące obrazów optycznych otrzymywanych za pomocą soczewek [...] (IV PR 13. 9); opisuje podstawowe zasady niepewności pomiaru (szacowanie niepewności pomiaru, obliczanie niepewności względnej, wskazywanie wielkości, której pomiar ma decydujący wkład na niepewność otrzymanego wyniku wyznaczanej wielkości fizycznej) (IV PR 12. 6). przeprowadza złożone obliczenia liczbowe, posługując się kalkulatorem (IV PR 12. 3); opisuje podstawowe zasady niepewności pomiaru (szacowanie niepewności pomiaru, obliczanie niepewności względnej, wskazywanie wielkości, której pomiar ma decydujący wkład na niepewność otrzymanego wyniku wyznaczanej wielkości fizycznej) (IV PR 12. 6); [...] krytycznie analizuje realność otrzymanego wyniku (IV PR 12. 7). PRZYRZĄDY: Soczewki dwuwypukłe i dwuwklęsłe, przymiar metrowy lub linijka, świeczka, ekran. CZEŚĆ I CZYNNOŚCI POMIAROWE: 1. Na stole ustawiamy świeczkę, soczewkę skupiającą i ekran w taki sposób, by na ekranie powstał ostry obraz płomienia świeczki. 2. Mierzymy jak najdokładniej odległość płomienia świecy od soczewki x. 3. Mierzymy jak najdokładniej odległość ekranu od soczewki y. 4. Nie zmieniając położenia przedmiotu i soczewki (ustalone x) przesuwamy ekran starając się od nowa ustalić takie położenie ekranu, by na ekranie powstał tego samego typu ostry obraz płomienia świeczki po każdej próbie mierzymy odległość ekranu od soczewki y. 5. Wyniki pomiarów i obliczeń zapisujemy w TABELI I. OPRACOWANIE WYNIKÓW POMIARÓW TABELA I k x y yśr f (x) = ( y k) = ( yśr) = ( f ) = Opracował: Sławomir Gajewski, II LO im. K. K. Baczyńskiego w Radomsku 1

2 Uwaga w ostatnią kolumnę tabeli wpisujemy wartość oczekiwaną wyznaczanej ogniskowej, którą obliczamy ze wzoru: 1 = 1 ff o xx + 1 yy śr oraz maksymalną niepewność pomiarową ogniskowej, którą wyznaczamy metodą NKP (najmniej korzystnego przypadku). Zadanie 1. Uzupełnij, wykonując niezbędne obliczenia, TABELĘ pomiarów. Objaśnij dokładnie, jak szacujesz niepewności pomiarowe mierzonych oraz obliczanych wielkości. Opracował: Sławomir Gajewski, II LO im. K. K. Baczyńskiego w Radomsku 2

3 1. Wynik pomiaru ogniskowej zapisujemy w postaci: f = fo + ( f ) gdzie: fo jest przybliżonym (średnim, oczekiwanym) wynikiem wyznaczonym powyższą metodą. Zadanie 2. Zapisz w cm wynik końcowy z dokładnością do 2 cyfr znaczących. WYNIK KOŃCOWY f = ± CZEŚĆ II CZYNNOŚCI POMIAROWE: 1. Na stole ustawiamy świeczkę, soczewkę skupiającą i ekran w taki sposób, by na ekranie powstał ostry obraz (najlepiej pomniejszony) płomienia świeczki. 2. Mierzymy jak najdokładniej odległość płomienia świecy od soczewki x oraz odległość ekranu od soczewki y (tzn. bazujemy na wynikach pomiarów z CZĘŚCI I doświadczenia). 3. Nie zmieniając położenia soczewki skupiającej wstawiamy między nią i ekran soczewkę rozpraszającą. 4. Nie zmieniając położenia soczewki skupiającej przesuwamy ekran i soczewkę rozpraszającą tak, aby znowu otrzymać ostry obraz na ekranie. Zadanie 2. Wykonaj szkic sytuacji końcowej opisanej powyżej w punkcie 4. Zaznacz odległości x, y (patrz punkt 2.) oraz inne odległości mierzone bezpośrednio w tej części doświadczenia (patrz poniżej punkt 5.) 5. Kilkakrotnie mierzymy odległość ekranu z ostrym obrazem od soczewki rozpraszającej b. 6. Mierzymy również inne odległości, które uważasz za niezbędne w opracowaniu wyników pomiarów w tej części doświadczenia 7. Wyniki pomiarów i obliczeń zapisujemy w TABELI II. Opracował: Sławomir Gajewski, II LO im. K. K. Baczyńskiego w Radomsku 3

4 OPRACOWANIE WYNIKÓW POMIARÓW TABELA II Wielkości zmierzone w CZĘŚCI I k 1. x = ± 2. y = ± 3. f = ± 4. b bśr fr Wielkości dodatkowo zmierzone: 5. ( b k) = ( bśr) = ( fr ) = 1. Opracowujemy metodę obliczenia ognikowej soczewki rozpraszającej fr na podstawie wyników pomiarów przeprowadzonych w CZĘŚCI II. Zadanie 3. Uzupełnij, wykonując niezbędne obliczenia, TABELĘ pomiarów. Tym razem opisz dokładnie, metodę pomiaru ogniskowej soczewki rozpraszającej f r Opracował: Sławomir Gajewski, II LO im. K. K. Baczyńskiego w Radomsku 4

5 2. Wynik pomiaru ogniskowej zapisujemy w postaci: fr = fro + ( fr ) gdzie: fro jest przybliżonym (średnim, oczekiwanym) wynikiem wyznaczonym powyższą metodą. Zadanie 4. Zapisz w cm wynik końcowy z dokładnością do 2 cyfr znaczących. WYNIK KOŃCOWY fr = ± 3. Analizujemy wynik pomiarów i zapisujemy WNIOSKI. WNIOSKI Następne zadania dotyczą innych wersji doświadczeń mających na celu wyznaczenie ogniskowej badanej soczewki Opracował: Sławomir Gajewski, II LO im. K. K. Baczyńskiego w Radomsku 5

6 Zadanie 5. Rozwiąż Zadanie s (Zbiór zadań [ ] cz. 2.) Wskazówka udowodnij najpierw, że szukaną odległość x można obliczyć z równania 2 kwadratowego x d x + f d = 0, z którego można wyznaczyć dwie takie odległości x przedmiotu od soczewki, dla których powstają ostre obrazy na ekranie (sens parametrów d i f opisany jest w treści zadania) Opracował: Sławomir Gajewski, II LO im. K. K. Baczyńskiego w Radomsku 6

7 Zadanie 6. Rozwiąż Zadanie s (Zbiór zadań [ ] cz. 2.) Uwaga do rozwiązania tego zadania potrzebny jest między innymi papier milimetrowy. Opracował: Sławomir Gajewski, II LO im. K. K. Baczyńskiego w Radomsku 7

8 Opracował: Sławomir Gajewski, II LO im. K. K. Baczyńskiego w Radomsku 8