Nazwisko i imię: Zespół: Data: Ćwiczenie nr 53: Soczewki



Podobne dokumenty
Ćwiczenie nr 53: Soczewki

WYZNACZANIE OGNISKOWYCH SOCZEWEK

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Kaliszu

Ćwiczenie 53. Soczewki

Pomiar ogniskowych soczewek metodą Bessela

POMIAR ODLEGŁOŚCI OGNISKOWYCH SOCZEWEK. Instrukcja wykonawcza

Ćwiczenie 42 WYZNACZANIE OGNISKOWEJ SOCZEWKI CIENKIEJ. Wprowadzenie teoretyczne.

Optyka. Wykład XI Krzysztof Golec-Biernat. Równania zwierciadeł i soczewek. Uniwersytet Rzeszowski, 3 stycznia 2018

Zagadnienia: równanie soczewki, ogniskowa soczewki, powiększenie, geometryczna konstrukcja obrazu, działanie prostych przyrządów optycznych.

Nazwisko i imię: Zespół: Data: Ćwiczenie nr 51: Współczynnik załamania światła dla ciał stałych

Doświadczalne wyznaczanie ogniskowej cienkiej soczewki skupiającej

LABORATORIUM FIZYKI PAŃSTWOWEJ WYŻSZEJ SZKOŁY ZAWODOWEJ W NYSIE. Ćwiczenie nr 3 Temat: Wyznaczenie ogniskowej soczewek za pomocą ławy optycznej.

POMIAR ODLEGŁOŚCI OGNISKOWYCH SOCZEWEK

Ć W I C Z E N I E N R O-3

LABORATORIUM OPTYKI GEOMETRYCZNEJ

Opis matematyczny odbicia światła od zwierciadła kulistego i przejścia światła przez soczewki.

Piotr Targowski i Bernard Ziętek WYZNACZANIE MACIERZY [ABCD] UKŁADU OPTYCZNEGO

OPTYKA GEOMETRYCZNA Własności układu soczewek

WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA

Ćw. nr 41. Wyznaczanie ogniskowych soczewek za pomocą wzoru soczewkowego

f = -50 cm ma zdolność skupiającą

Badanie przy użyciu stolika optycznego lub ławy optycznej praw odbicia i załamania światła. Wyznaczanie ogniskowej soczewki metodą Bessela.

Wyznaczanie ogniskowej soczewki za pomocą ławy optycznej

Załamanie na granicy ośrodków

Człowiek najlepsza inwestycja FENIKS

Soczewkami nazywamy ciała przeźroczyste ograniczone dwoma powierzchniami o promieniach krzywizn R 1 i R 2.

POMIARY OPTYCZNE 1. Wykład 1. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

4.8 Wyznaczanie ogniskowych soczewek i badanie wad soczewek(o2)

Ć W I C Z E N I E N R O-4

Nazwisko i imię: Zespół: Data: Ćwiczenie nr 1: Wahadło fizyczne. opis ruchu drgającego a w szczególności drgań wahadła fizycznego

Katedra Fizyki i Biofizyki UWM, Instrukcje do ćwiczeń laboratoryjnych z biofizyki. Maciej Pyrka wrzesień 2013

Najprostszą soczewkę stanowi powierzchnia sferyczna stanowiąca granicę dwóch ośr.: powietrza, o wsp. załamania n 1. sin θ 1. sin θ 2.

Wyznaczanie współczynnika załamania światła

Zasady konstrukcji obrazu z zastosowaniem płaszczyzn głównych

Ćwiczenie 361 Badanie układu dwóch soczewek

Wyznaczanie ogniskowych soczewek cienkich oraz płaszczyzn głównych obiektywów lub układów soczewek. Aberracje.

+OPTYKA 3.stacjapogody.waw.pl K.M.

LABORATORIUM OPTYKI GEOMETRYCZNEJ

Ćwiczenie 2. Wyznaczanie ogniskowych soczewek cienkich oraz płaszczyzn głównych obiektywów lub układów soczewek. Aberracje. Wprowadzenie teoretyczne

OPTYKA GEOMETRYCZNA I INSTRUMENTALNA

35 OPTYKA GEOMETRYCZNA. CZĘŚĆ 2

WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA ZAŁAMANIA ŚWIATŁA METODĄ SZPILEK I ZA POMOCĄ MIKROSKOPU

Optyka geometryczna MICHAŁ MARZANTOWICZ

Wyznaczanie zależności współczynnika załamania światła od długości fali światła

WYZNACZANIE DŁUGOŚCI FALI ŚWIETLNEJ ZA POMOCĄ SIATKI DYFRAKCYJNEJ

Ćwiczenie 2. Wyznaczanie ogniskowych soczewek cienkich oraz płaszczyzn głównych obiektywów lub układów soczewek. Aberracje. Wprowadzenie teoretyczne

SCENARIUSZ LEKCJI Temat lekcji: Soczewki i obrazy otrzymywane w soczewkach

OPTYKA W INSTRUMENTACH GEODEZYJNYCH

Soczewki. Ćwiczenie 53. Cel ćwiczenia

Materiały pomocnicze 14 do zajęć wyrównawczych z Fizyki dla Inżynierii i Gospodarki Wodnej

Optyka. Matura Matura Zadanie 24. Soczewka (10 pkt) 24.1 (3 pkt) 24.2 (4 pkt) 24.3 (3 pkt)

Badamy jak światło przechodzi przez soczewkę - obrazy. tworzone przez soczewki.

Optyka. Wykład X Krzysztof Golec-Biernat. Zwierciadła i soczewki. Uniwersytet Rzeszowski, 20 grudnia 2017

Wyznaczenie długości fali świetlnej metodą pierścieni Newtona

WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA ZAŁAMANIA SZKŁA ZA POMOCĄ SPEKTROMETRU CZĘŚĆ (A-zestaw 1) Instrukcja wykonawcza


LABORATORIUM OPTYKI GEOMETRYCZNEJ I INSTRUMENTALNEJ (specjalność optometria) WADY SOCZEWEK

Sposób wykonania ćwiczenia. Płytka płasko-równoległa. Rys. 1. Wyznaczanie współczynnika załamania materiału płytki : A,B,C,D punkty wbicia szpilek ; s

Ćw.6. Badanie własności soczewek elektronowych

12.Opowiedz o doświadczeniach, które sam(sama) wykonywałeś(aś) w domu. Takie pytanie jak powyższe powinno się znaleźć w każdym zestawie.

Szczegółowy rozkład materiału z fizyki dla klasy III gimnazjum zgodny z nową podstawą programową.

POMIARY OPTYCZNE Pomiary ogniskowych. Damian Siedlecki

WYZNACZANIE PROMIENIA KRZYWIZNY SOCZEWKI I DŁUGOŚCI FALI ŚWIETLNEJ ZA POMOCĄ PIERŚCIENI NEWTONA

PDF stworzony przez wersję demonstracyjną pdffactory Agata Miłaszewska 3gB

Ćwiczenie Nr 11 Fotometria

Nazwisko i imię: Zespół: Data: Ćwiczenie nr 13: Współczynnik lepkości

WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA ZAŁAMANIA SZKŁA ZA POMOCĄ SPEKTROMETRU.

WYZNACZANIE DŁUGOŚCI FALI ŚWIETLNEJ ZA POMOCĄ SIATKI DYFRAKCYJNEJ

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

POMIAR ODLEGŁOŚCI OGNISKOWYCH SOCZEWEK CIENKICH

Ława optyczna. Podręcznik zeszyt ćwiczeń dla uczniów

Ćwiczenie z fizyki Doświadczalne wyznaczanie ogniskowej soczewki oraz współczynnika załamania światła

Nazwisko i imię: Zespół: Data: Ćwiczenie nr 9: Swobodne spadanie

SCENARIUSZ LEKCJI Z WYKORZYSTANIEM TIK

Ćwiczenie Nr 455. Temat: Efekt Faradaya. I. Literatura. Problemy teoretyczne

Nazwisko i imię: Zespół: Data: Ćwiczenie nr 11: Moduł Younga

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Kaliszu

( Wersja A ) WYZNACZANIE PROMIENI KRZYWIZNY SOCZEWKI I DŁUGOŚCI FALI ŚWIETLNEJ ZA POMOCĄ PIERŚCIENI NEWTONA.

autor: Włodzimierz Wolczyński rozwiązywał (a)... ARKUSIK 33 OPTYKA GEOMETRYCZNA. CZĘŚĆ 1. ZWIERCIADŁA

ĆWICZENIE 41 POMIARY PRZY UŻYCIU GONIOMETRU KOŁOWEGO. Wprowadzenie teoretyczne

Optyka geometryczna. Podręcznik zeszyt ćwiczeń dla uczniów

Rodzaje obrazów. Obraz rzeczywisty a obraz pozorny. Zwierciadło. Zwierciadło. obraz rzeczywisty. obraz pozorny

Dodatek 1. C f. A x. h 1 ( 2) y h x. powrót. xyf

Wykład XI. Optyka geometryczna

LABORATORIUM OPTYKI GEOMETRYCZNEJ

Nazwisko i imię: Zespół: Data: Ćwiczenie nr 121: Termometr oporowy i termopara

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa im. Prezydenta Stanisława Wojciechowskiego w Kaliszu

LABORATORIUM FIZYKI PAŃSTWOWEJ WYŻSZEJ SZKOŁY ZAWODOWEJ W NYSIE

BADANIE WYMUSZONEJ AKTYWNOŚCI OPTYCZNEJ. Instrukcja wykonawcza

Ćwiczenie 74. Zagadnienia kontrolne. 2. Sposoby otrzymywania światła spolaryzowanego liniowo. Inne rodzaje polaryzacji fali świetlnej.

Ława optyczna. Podręcznik dla uczniów

Laboratorium Optyki Falowej

LABORATORIUM Z FIZYKI

BADANIE MIKROSKOPU. POMIARY MAŁYCH DŁUGOŚCI

WYZNACZANIE OGNISKOWEJ SOCZEWKI CIENKIEJ METODĄ GRAFICZNĄ I ANALITYCZNĄ

OPTYKA GEOMETRYCZNA I INSTRUMENTALNA

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Kaliszu

autor: Włodzimierz Wolczyński rozwiązywał (a)... ARKUSIK 34 OPTYKA GEOMETRYCZNA. CZĘŚĆ 2. ZAŁAMANIE ŚWIATŁA. SOCZEWKI

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Kaliszu

Ć W I C Z E N I E N R O-6

Transkrypt:

Nazwisko i imię: Zespół: Data: Ćwiczenie nr : Soczewki Cel ćwiczenia: Wyznaczenie ogniskowych soczewki skupiającej i układu soczewek (skupiającej i rozpraszającej) oraz ogniskowej soczewki rozpraszającej metodą bezpośrednią i metodą Bessela. Badanie wad soczewki skupiającej. Literatura [] Sz. Szczeniowski, Fizyka doświadczalna, Tom, PWN, Warszawa 98. [] Zięba A. (red), Pracownia Fizyczna Wydziału Fizyki i Techniki Jądrowej SU6, AGH, Kraków 00 (ew. wydania wcześniejsze). Zagadnienia do opracowania Ocena i podpis. Rodzaje soczewek i definicje ogniska i ogniskowej, zależność ogniskowej od promieni krzywizny.. Równanie soczewki. Definicja dioptrii.. Przeprowadź konstrukcję obrazów dla soczewki skupiającej i rozpraszającej (zakładając, że są to soczewki cienkie).. Od czego zależy zdolność skupiająca soczewki?. Przedstaw metody pomiaru ogniskowej: a) bezpośrednią, b) Bessela. 6. Omów wady soczewek. 7. Wyjaśnij występowanie wad wzroku zwanych dalekowzrocznością i krótkowzrocznością, w jaki sposób można je usunąć. 8. Podaj przyrządy, w których wykorzystywane są soczewki i opisz jeden z nich. (Podaj praktyczne zastosowanie soczewek). Ocena z odpowiedzi: -

Opracowanie ćwiczenia Opracuj i opisz zagadnienia nr i podpis: -

Oznaczenia, podstawowe definicje i wzory Stosowane oznaczenia n bezwzględny współczynnik załamania światła ośrodka n bezwzględny współczynnik załamania światła materiału soczewki f ogniskowa soczewki R, R promienie krzywizn sfer ograniczających bryłę soczewki x odległość przedmiotu od soczewki y odległość obrazu od soczewki h, h wysokość przedmiotu (h) i jego obrazu (h ) p powiększenie soczewki; p = h /h = y/x D zdolność skupiająca soczewki; D = /f (D wyrażone w metrach) Rysunek -: Przykład konstrukcji obrazów dla soczewek cienkich: a) soczewki skupiającej, b) soczewki rozpraszającej. Podstawowe równanie soczewki ( ( f = n ) + ) = n R R x + y () Zdolność skupiającaukładu cienkich soczewek o zdolnościach skupiających D i D D = D + D lub f = f + f. () Zdolność skupiająca układu soczewek o zdolnościach skupiających D i D, umieszczonych w odległości s od siebie Wzór Bessela f = + s. () f f f f f = l d () l gdzie d = x A x B, różnica dwóch położeń soczewki, przy których na ekranie uzyskujemy ostry obraz przedmiotu: powiększony (A) i pomniejszony (B); l (stała) odległość przedmiotu od ekranu. Wady odwzorowań realizowanych przez soczewki: Aberracja sferyczna (rys. -) poszczególne obszary soczewki znajdujące się w różnych odległościach od osi głównej mają różne ogniskowe. Aberracja chromatyczna (rys.-) własności załamujące ośrodka soczewki zależą od długości (koloru) padającej fali świetlnej. Astygmatyzm (rys.-) obraz punktu położonego poza główną osią optyczną soczewki, nie jest punktem, lecz stanowi dwa wzajemnie prostopadłe odcinki leżące w różnych płaszczyznach. -

Rysunek -: Aberracja sferyczna; S miara aberracji sferycznej podłużnej. Rysunek -: Aberracja chromatyczna; S miara aberracji chromatycznej podłużnej. Układ pomiarowy to ława optyczna, zestaw soczewek skupiających i rozpraszającej, źródło światła w obudowie z tarczą obrotową i przesłoną, w której wmontowane są filtry i przedmiot (w kształcie krzyża), zestaw przesłon oraz soczewka ze skalą kątową. UWAGA: ćwiczenie należy wykonywać w zaciemnionym pomieszczeniu (do odczytu wskazań używamy latarki). Wykonanie ćwiczenia. Wyznaczanie ogniskowej soczewki skupiającej (metodą bezpośrednią) tabela : (a) Ustaw na ławie optycznej przedmiot (oświetlony krzyż), soczewkę i ekran. Dobierz tak położenie soczewki, aby na ekranie uzyskać ostry obraz krzyża. (b) Odczytaj na skali ławy optycznej odległość: x przedmiotu od soczewki, y obrazu (ekranu) od soczewki. (c) Pomiary wykonaj dla różnych odległości l = x + y (6 do 0 razy), uzyskując obrazy zarówno powiększone, jak i pomniejszone. (d) Dla każdego pomiaru oblicz ze wzoru () ogniskową soczewki skupiającej; oblicz wartość średnią i obliczone wartości zanotuj w tabeli.. Wyznaczanie ogniskowej układu soczewek i ogniskowej soczewki rozpraszającej (metodą bezpośrednią) tabela : -

Rysunek -: Astygmatyzm. Rysunek -: Ława optyczna. (a) Ustaw na ławie optycznej wcześniej zbadaną soczewkę skupiającą i obok soczewkę rozpraszającą o nieznanej ogniskowej. Z otrzymanym w ten sposób układem postępuj zgodnie z punktami b, c i d zachowując tę samą odległość między soczewkami. Dla układu soczewek x = (x + x )/, gdzie: x odległość przedmiotu od układu soczewek, x odległość przedmiotu od soczewki nr, x odległość przedmiotu od soczewki nr, y odległość obrazu od środka układu soczewek. (b) Oblicz ze wzoru () ogniskową układu soczewek. (c) Oblicz ze wzoru () ogniskową soczewki rozpraszającej. (d) Pomiar powtórz 6-0 razy; oblicz wartości średnie: ogniskowej układu i ogniskowej soczewki rozpraszającej.. Wyznaczanie ogniskowej soczewki skupiającej (lub układu soczewek) metodą Bessela tabela : (a) Ustaw na ławie optycznej przedmiot, soczewkę (lub układ soczewek) oraz ekran. (b) Dla 6 0 różnych wartości l(l > f)znajdź dwa położenia x a i x b, dla których powstają dwa obrazy: powiększony i pomniejszony. (c) Dla wszystkich pomiarów oblicz ze wzoru () ogniskową soczewki skupiającej (lub układu soczewek); oblicz wartość średnią.. Wyznaczanie aberracji sferycznej podłużnej tabela : (a) Ustaw na ławie optycznej soczewkę o dużej średnicy z przesłoną zasłaniającą środek soczewki. (b) Postępując zgodnie z punktem b, c i d punktu, oblicz ogniskową f b soczewki dla promieni brzegowych. (c) Powtórz pomiary dla tej samej soczewki, zakładając przesłonę zasłaniającą jej brzegowe części. Oblicz ogniskową f c dla promieni środkowych (centralnych). (d) Pomiar wykonaj razy; oblicz wartości średnie: fb oraz f c. Oblicz aberrację sferyczną podłużną S = f c f b. Wyniki zanotuj w tabeli. -

. Wyznaczanie aberracji chromatycznej podłużnej tabela : (a) Przesłoń lampę filtrem czerwonym. (b) Ustaw na ławie optycznej soczewkę skupiającą (badaną lub dużą z przesłoną zasłaniającą jej brzegową, cienką część). (c) Postępuj zgodnie z punktem b, c i d punktu. (d) Powtórz pomiary dla tej samej soczewki zasłaniając lampę filtrem fioletowym. (e) Pomiar wykonaj razy; oblicz wartości średnie: fcz oraz f fiol. Oblicz aberrację chromatyczną podłużną S = f cz f fiol. Wyniki zanotuj w tabeli. 6. Wyznaczanie astygmatyzmu soczewki (równoleżnikowego, południkowego i pełnego) tabela 6: (a) Ustaw na ławie optycznej przedmiot (oświetlony krzyż), ekran i dużą soczewkę z przesłoną ustawioną jak wyżej. (b) Płaszczyzna soczewki powinna być prostopadła do osi ławy optycznej, wskaźnik soczewki powinien pokrywać się z zerem na tarczy przy uchwycie. (c) Znajdź ostry obraz krzyża na ekranie (uwaga: z jednakowo ostrymi ramionami). (d) Odczytaj na skali ławy odległość soczewki od przedmiotu x 0. (e) Pomiary powtórz pięciokrotnie, dla różnych odległości l (odległości przedmiotu od ekranu). (f) Oblicz średnią odległość soczewki od przedmiotu x 0. (g) Obróć soczewkę o kąt ϕ = 0 w stosunku do poprzedniego i przesuń soczewkę w pozycję widocznego na ekranie ostrego obrazu równoleżnikowego x r. Następnie przesuń soczewkę w pozycję ostrego obrazu południkowego x p. (h) Pomiary dla każdej z tych pozycji powtórz kilkakrotnie. (i) Wykonaj pomiary dla kątów 0 i 0. Wykonaj następujące warianty ćwiczenia:... podpis: -6

Wyniki pomiarów Tabela : Wyznaczanie ogniskowej soczewki skupiającej l x y = l x f Lp. [m] [m] [m] [m] 6 7 8 9 0 f śr [m] Tabela : Wyniki pomiarów dla układu soczewek Ogniskowa soczewki skupiającej f śr = dla obrazów lp. l x x powiększonych pomniejszonych [m] [m] [m] x y x y [m] [m] [m] [m] 6 7 8 9 0 ogniskowa układu soczewek f uk [m] ogniskowa soczewki rozpraszającej f x [m] -7

Tabela : Wyznaczanie ogniskowej soczewki (lub układu soczewek) metodą Bessela. soczewka......... układ soczewek soczewka X...... Lp. l x A x B d = x A x B f [m] [m] [m] [m] [m] 6 7 8 9 0 6 7 8 9 0 6 7 8 9 0 średnia ogniskowa f średnia ogniskowa f uk średnia ogniskowa f X -8

Tabela : Wyznaczanie aberracji sferycznej podłużnej l x y f lp. [m] [m] [m] [m] promienie środkowe brzegowe średnia ogniskowa dla promieni brzegowych f b średnia ogniskowa dla promieni środkowych f c aberracja sferyczna podłużna S = f c f b Tabela : Wyznaczanie aberracji chromatycznej podłużnej promienie fioletowe czerwone l x y f lp. [m] [m] [m] [m] średnia ogniskowa dla promieni czerwonych f cz średnia ogniskowa dla promieni fioletowych f fiol aberracja chromatyczna podłużna S = f cz f fiol -9

Tabela 6: Wyznaczanie astygmatyzmu soczewki φ 0 0 0 Lp. x 0 x r x p x r x p wartość średnia Astygmatyzm φ równoleżnikowy południkowy pełny x r x 0 x p x 0 x p x r 0 0 0 podpis: Opracowanie wyników pomiarów. W przypadku wykonywania kilkukrotnych pomiarów ogniskowej soczewki (układu soczewek) f i gdzie i =,,..., n oblicz wartość średnią f i jej niepewność standardową ze wzoru: n (f i f) i= u(f) = n(n ). Dla wybranego punktu ćwiczenia wykonaj obliczenia niepewności złożonej ogniskowej soczewki (lub układu) u(f) (ze wzoru nr 9, ćwiczenia 0 ). -0

Wnioski: Uwagi prowadzącego: Ocena za opracowanie wyników: ocena podpis 6 Załączniki: dodatkowe wykresy, obliczenia, ewentualna poprawa -