Badanie ogniskowych soczeczewek.DOC

TEMAT: BADANIE OGNISKOWYCH SOCZEWEK.

I.CEL ĊWICZENIA.

·        zapoznanie się z procesem wytwarzania obrazów przez soczewki oraz z metodami wyznaczania odległości ogniskowych soczewek.

II.OPIS TEORETYCZNY.

Soczewka jest elementem optycznym , którego działanie oparte jest na  zjawisku załamania  promieni świetlnych na granicy dwóch ośrodków. Zadaniem każdego układu optycznego opartego na zestawie soczewek, jest transponowanie homocentrycznej wiązki świetlnej. Wiązką homocentryczną nazywamy wiązkę,  posiadającą jeden wspólny punkt przecięcia. Może być wiązką rozchodzącą lub schodzącą. Soczewki są powierzchniami sferycznymi, więc prosta, na której znajdują się środki krzywizn układu soczewek nazywamy osią optyczną układu. Układ  soczewkowy pozwala uzyskać przetransponowany obraz dowolnego przedmiotu. Zbiór punktów przestrzeni, w której znajdują się przedmioty nazywa się przestrzenią przedmiotową(U). Zbiór obrazów punktów przestrzeni przedmiotowej tworzy przestrzeń obrazową(R). Jest to obszar rozciągający się od powierzchni załamującej po stronie utworzonych obrazów rzeczywistych.

Wśród soczewek rozróżniamy soczewki o zdolności skupiającej lub rozpraszającej.   Powstawanie obrazów w tych soczewkach ilustruje rysunek:

AB - przedmiot

A'B' - obraz

F,F' - ogniska

Punkt, w którym przecinają się promienie(lub ich przedłużenia) wiązki równoległej światła po przejściu przez soczewkę, nazywany jest ogniskiem F, a  odległość ogniska od środka soczewki - odległością ogniskowej 'f'. podstawową wielkością charakteryzującą soczewkę jest jej zdolność zbierająca (odwrotność odległości ogniskowej 'f '). Każda z powierzchni soczewki ma środek krzywizny, a prosta przechodząca przez oba środki krzywizny nazywa się osią główną soczewki. Wyróżniamy soczewki cienkie (grubość< niż 1% odl. ogniskowej) i grube (grubość> niż 10% odl. ogniskowej). Soczewkę cienką, przy założeniu, że kąty jakie tworzą promie nie z osią są małe, opisuje wzór soczewkowy :

n1- współczynnik załamania ośrodka , w którym znajduje się soczewka

n2- współczynnik załamania materiału soczewki

r1,r2- promienie krzywizny soczewki

x - odległość przedmiotu od soczewki

y - odległość obrazu od soczewki

III.PRZEBIEG ĆWICZENIA

1. WYZNACZENIE OGNISKOWEJ SOCZEWKI METODĄ WZORU SOCZEWKOWEGO.

2. WYZNACZENIE OGNISKOWEJ SOCZEWKI METODĄ POZORNEGO PRZEDMIOTU.

3. WYZNACZENIE OGNISKOWEJ SOCZEWKI METODĄ BESSELA.

4. WYZNACZENIE OGNISKOWEJ SOCZEWKI ZA POMOCĄ KOLIMATORA.

pnkt. 1

TABELA POMIAROWA

obliczono fŚR = 152,8 [mm] = 0,153 [m],

zdolność zbierająca 1/ fŚR = 6,5 [D],

przyjęto Δp=Δp’=2 [mm],

          f = 153 ±1 [mm]

f –ogniskowa badanej soczewki,

p –odległość od przedmiotu,

p’ –odległość od obrazu.

pnkt. 2

TABELA POMIAROWA

f    -ogniskowa soczewki skupiającej,

f ‘’ -ogniskowa układu soczewek,

f ‘  -ogniskowa soczewki rozpraszającej.

w pomiarach przyjęto Δp=Δp’=2 [mm],

pnkt. 3

TABELA POMIAROWA