Sprawozdanie

                            ćwiczenie 361 : Badanie układu dwóch soczewek .

                                                                       z dnia DD.MM.RRRR

                                                                      Imię i Nazwisko

Wydział leśny: leśnictwo, niestacjonarne I stopnia, semestr I, grupa

I .Cel ćwiczenia

1) Wyznaczenie ogniskowych soczewek metodą Bessela

Musimy wyznaczyć jaką odległość  przedmiotu od ekranu ( l ) wyznaczyć  w przedziale od 60cm (0,6m) do 110cm (1,1m) . Po wyznaczeniu odległości przedmiotu od ekranu obliczamy :

a)      odległość przedmiotu od soczewki obrazu powiększonego soczewki numer  1 ( x1 ) oraz musimy wywnioskować czy powstały nam obraz jest odwrócony czy nieodwrócony

b)     odległość przedmiotu od soczewki obrazu pomniejszonego soczewki numer 1 ( x2  ) oraz musimy wywnioskować czy powstały nam obraz jest odwrócony czy nieodwrócony

c)      odległość przedmiotu od soczewki obrazu powiększonego soczewki numer  2 ( x1 ) oraz musimy wywnioskować czy powstały nam obraz jest odwrócony czy nieodwrócony

d)     odległość przedmiotu od soczewki obrazu pomniejszonego numer 2 ( x2  ) oraz musimy wywnioskować czy powstały nam obraz jest odwrócony czy nieodwrócony

e)      różnicę dwóch soczewek  :

• odejmujemy odległość przedmiotu od soczewki obrazu pomniejszonego soczewki numer 1 ( x2  ) od odległości przedmiotu od soczewki obrazu powiększonego soczewki numer  1 ( x1 )    (d= x2 - x1 )

• odejmujemy odległość przedmiotu od soczewki obrazu pomniejszonego soczewki numer 2 ( x2  ) od odległości przedmiotu od soczewki obrazu powiększonego soczewki numer  2 ( x1 )    (d= x2 - x1 )

f)       ogniskową soczewki numer 1 oraz soczewki numer 2  ( f= l2-d24l )

2) Wyznaczanie położenia obrazu w układzie dwóch soczewek

A) Soczewki rozstawione na odległość

a) wyznaczamy odległość przedmiotu od soczewki 1 (x1 ) w przedziale od 25cm (0,25m)            do 35cm (0,35m)

b)wyznaczamy odległość między soczewkami  ( s )w przedziale od 40cm (0,4m) do 55cm (0,55m)

c)musimy podać 3 cechy obrazu od soczewki 2 , podać wartość zmierzoną odległości obrazu soczewki 2 ( y2' ) oraz ustalić w wartości obliczonej  odległość obrazu od soczewki 2 ( y2 ) według wzoru   : 1y2= 1f2- 1s-f1 x1x1-f1

B) Soczewki blisko siebie

a) musimy podać 3 cechy obrazu od soczewki 2

b)podać wartość zmierzoną odległości obrazu od soczewki 2 ( y2' ) oraz ustalić w wartości obliczonej  odległość obrazu od soczewki  2 ( y2 ) według wzoru :  1y2=1f1+1f2-1x1

II. Wstęp teoretyczny

• Soczewka – proste urządzenie optyczne składające się z jednego lub kilku sklejonych razem bloków przezroczystego materiału .

• Soczewka sferyczna -to przezroczysta bryła ograniczona dwiema powierzchniami kulistymi (np. wklęsła lub wypukła ) lub jedną kulistą i jedną płaską (np. płasko-wypukła ) . Prosta przechodząca przez środki kul nazywamy osią optyczną soczewki .

• Podstawową funkcją soczewek jest symetryczne względem osi skupianie lub rozpraszanie światła. Stąd każda soczewka posiada oś optyczną i punkt, w którym skupia się wiązka równoległa do osi optycznej, zwany ogniskiem (F)soczewki. Odległość ogniska od środka optycznego soczewki nazywa się jej ogniskową (f) . Ogniskowa (f) zależy od promieni krzywizny ( R ) obu powierzchni roboczych  i  oraz współczynników załamania .

•Kierunek załamania światła zależy od ośrodka z którego światło wychodzi i do którego wchodzi  oraz od kształtu granicy ośrodków .

•Soczewka skupiająca – soczewka, która skupia w jednym punkcie padającą  na nią wiązkę promieni równoległych do osi optycznej.

• Soczewka rozpraszająca – soczewka, która rozprasza padającą na nią wiązkę promieni równoległych.

•Dioptria – jest to jednostka zdolności skupiającej , która jest odwrotnością ogniskowej

• Obraz może być :

~rzeczywisty lub pozorny

~ odwrócony lub nieodwrócony (prosty)

~ pomniejszony lub powiększony

•Obraz rzeczywisty – obraz powstaje po drugiej stronie soczewki niż przedmiot

•Obraz pozorny  - obraz powstaje z przedłużenia promieni wychodzących z soczewki , po tej samej stronie soczewki co przedmiot

•W soczewkach rozpraszających obraz nam powstały zawsze jest pozorny , prosty , i zawsze pomniejsza się .

•W soczewkach skupiających obraz nam powstały :

~ pozorny powstaje, wtedy kiedy przedmiot stoi bardzo blisko soczewki  ( odległość mniejsza od ogniskowej x< f )

~ prosty powstaje, wtedy kiedy przedmiot stoi bardzo blisko soczewki  (odległość mniejsza od ogniskowej x< f)

~ pomniejsza , gdy przedmiot jest daleko od soczewki (w odległości większej niż podwójna ogniskowa x>2f )

~ powiększony  , gdy przedmiot stoi w odległości mniejszej od podwójnej ogniskowej (x<2 f)

~ taki sam , gdy przedmiot stoi w równej odległości podwójnej ogniskowej  (x=2 f)

~ nie powstaje , gdy przedmiot stoi w odległości równej ogniskowej ( x= f)

• Metoda Bessela  - w tej metodzie ustalamy stałą odległość przedmiotu od ekranu (l) , następnie ustawiamy soczewkę tak , aby na ekranie powstał najpierw ostry obraz powiększony , a później ostry obraz pomniejszony . Z tego odczytujemy odległości soczewki od przedmiotu ( x1 i x2 ) i obliczamy różnicę położeń soczewki  ( d = x2- x1 )

Wzory :  1f = 1x1+ 1y1           ;         1f=1x2+1y2      ;      x1=y2    ; x2= y1       ;       1f=1x1+ 1x2

l =x1+y1= x1+x2        ;       x2=l- x1       ;      d=x2-x1=l-x1-x1        ; x1=l-d2  x2=l-l-d2=l+d2             ;       1f=1l-d2+1l+d2=4ll2-d2      ;         f=l2-d24l

III. Obliczenia

1.

l = 0,8m   ;

dla soczewki numer 1 :  x1=0,125m-obraz odwrócony ;  x2=0,685m-obraz odwrócony                                          różnica --->   d=x2- x1    d=0,685m – 0,125m = 0,56m     

ogniskowa ---> f=l2-d24l    ;  ...