Jednoduché optické přístroje

Transkript

1 H Jednoduché optické přítroje Úkol :. Setrojte jednoduchý dalekohled a určete jeho zvětšení. Setrojte dalekohled e vzpřímeným obrazem 3. Setrojte mikrokop a určete jeho zvětšení Potup :. Setrojení dalekohledu a určení jeho zvětšení Dalekohled je přítroj, který e používá pro zvětšení zorného úhlu vzdálených předmětů. Skládá e ze dvou optických prvků (objektiv L O a okulár L E ). Paprk ze vzdáleného předmětu přichází do objektivu pod uhlem ω, z okuláru pak vchází pod větším zorným úhlem ω. Obr. Princip dalekohledu Obraz, který pozorujeme okulárem je převrácený a zdánlivý. Zvětšení dalekohledu je definováno jako poměr mezi tangentami úhlů ω a ω. tan ω ω f O () tan ω ω f E

2 Obr. Nahradíme-li tangetu úhlů ω a ω ve vztahu () přílušným poměrem odvěen podle obr., zíkáme náledující vztah: Za předpokladu, že tan ω tan ω + +, upravíme vztah () do náledujícího tvaru: () ( + + ) (3) Experimentální etava: - Pravítko (LEPO-34) - Objektiv L O ( f O 5mm ) 3 - Dvouoý držák (LEPO-8) 4 - Okulár L E ( f E 9mm ) 5 - Dvouoý držák (LEPO-8) 6 - Optická kolejnice (LEPO-54)

3 Potup měření: Obr. 3 Setava dalekohledu. Setavte experimentální outavu (obr. 3), zjutujte všechn prvk do tejné výšk. Pozorovaný předmět (pravítko) umítěte do co největší vzdálenoti od objektivu a vzdálenot změřte metrem 3. Pohbujte objektivem L O dopředu a dozadu dokud neuvidíte janý obraz pravítka pře okulár L E (objekt pozoruj pře okulár pomoci jednoho oka). 4. Pozorujte pře okulár tupnici na pravítku, počtěte počet čar x na pravítku při pozorování dalekohledem, který odpovídá 30 čarám na pravítku při pozorování protým okem 5. Umítěte tínítko H (LEPO-4) mezi objektiv a okulár. Najděte pozici, kde e vtvoří obraz pravítka při zobrazení objektivem L O 6. Pohbujte tínítkem H dopředu a dozadu dokud na něm neuvidíte janý obraz. 7. Zaznamenejte polohu jednotlivých objektů na optické kolejnici (pravítko a, objektiv L O b, tínítko H c, okulár L E d) 8. Z naměřených hodnot vpočítejte náledující údaje: ěřené zvětšení: Teoretické měření: 30 x ( + + ) b a c b d c

4 . Setavení dalekohledu e vzpřímeným obrazem Experimentální etava: Obr.4 Převracecí Porrův hranol - Pravítko (LEPO-34) - Objektiv L O ( f O 5mm ) 3 - Tříoý držák (LEPO-7) 4 - Porrov hranol (LEPO-3) 5 - Okulár L E ( f E 45mm ) 6 - Dvouoý držák (LEPO-8) 7 - Optická kolejnice (LEPO-54) Obr.5 Schema etav Potup měření:. Setavte experimentální etavu (obr. 7) bez Porrovch hranolů (LEPO-3).. Poouvejte objektivem dopředu a dozadu dokud nepozorujete pře okulár zaotřený převrácený obraz. 3. Vložte Porrov hranol (LEPO-3) do optické outav mezi objektiv a okulár. 4. Pozorujte změnu vzniklého obrazu.

5 3. Setavení mikrokopu a určení jeho zvětšení ikrokop e kládá ze dvou základních optických prvků objektivu a okuláru. Objektiv L O je optický prvek nacházející e blízko pozorovanému předmětu, okulár L E e naopak nachází u oka pozorovatele. Zvětšení pozorovaného obrazu v optickém mikrokopu lze rozčlenit na dva krok. Nejprve dojde k zobrazení objektivem. Příčné zvětšení objektivu je dáno vztahem Δ, kde je velikot předmětu, je velikot obrazu po zobrazení objektivem, f O je obrazová ohniková vzdálenot objektivu a Δ je vzdálenot mezi obrazovým ohnikem objektivu F O a předmětovým ohnikem okuláru F E. f O Obr.6 Princip mikrokopu Obraz je dále zobrazen okulárem, jehož předmětové ohniko e nachází v pozici obrazu. Zvětšení okuláru je poté dáno přibližně vztahem 3 D, f E kde 3 je velikot obrazu po zobrazení okulárem, f E je ohniková vzdálenot okuláru a D je obrazová vzdálenot. Celkové zvětšení mikrokopu dotaneme oučinem zvětšení objektivu a okuláru. 3 3 DΔ f E f O

6 Experimentální etava: - Brom-wolframová lampa (LLC-4) - řížka (/0 mm) 3 - Držák čočk (LEPO-9) 4 - Objektiv (f O 9 mm) 5 - Dvouoý držák (LEPO-8) 6 - L-držák (LEPO-0) 7 - Okulár (f E 45mm) 8 - Dvouoý držák (LEPO-8) 9 - Dělič vazku (LEPO-47) 0 - Optická kolejnice (LEPO-54) - Dvouoá plošina (LEPO-) - Tříoý držák (LEPO-7) 3 - ilimetrové pravítko (l30 mm) Obr. 7: Experimentální etava - mikrokop Potup měření:. Setavte všechn výše uvedené prvk etav na optické kolejnici tak, ab bl všechn ve tejné výšce.. Natavte vzdálenot mezi čočkou objektivu L O a čočkou okuláru L E D80 mm. 3. Poouvejte mřížku tam a zpět dokud obraz pozorovaný okulárem L E není otrý. 4. Umítěte dělič vazku (LEPO-47) pod úhlem 45 k optické oe za okulár L E. 5. Umítěte milimetrové pravítko za dělič vazku, kolmo k hlavní optické oe, přibližně 50 mm od děliče vazku.

7 6. Za děličem větla pozorujte obraz mřížk a milimetrového pravítka. Natavte dělič vazku tak, ab e obraz překrýval. 7. Spočítejte počet čar x obrazu mřížk, které odpovídají 30 mm obrazu. 8. Vpočtěte zvětšení mikrokopu podle vztahů: měřené zvětšení: teoretické zvětšení: 30 0 x Δ 5 f f, kde Δ D ( f E + f O ). E O Pomůck : otpický kit LEOK 3