Fyzikální sekce přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM. F3240 Fyzikální praktikum 2

Podobné dokumenty
Fyzikální sekce přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM. Fyzikální praktikum 2

Laboratorní práce č.8 Úloha č. 7. Měření parametrů zobrazovacích soustav:

Optické zobrazování - čočka

ČOČKY JAKO ZOBRAZOVACÍ SOUSTAVY aneb O spojkách a rozptylkách. PaedDr. Jozef Beňuška jbenuska@nextra.sk

Podpora rozvoje praktické výchovy ve fyzice a chemii

SBÍRKA ŘEŠENÝCH FYZIKÁLNÍCH ÚLOH

Čočky Čočky jsou skleněná (resp. plastová) tělesa ohraničená rovinnými nebo kulovými plochami. Pracují na principu lomu. 2 typy: spojky rozptylky

Název: Čočková rovnice

Základní pojmy Zobrazení zrcadlem, Zobrazení čočkou Lidské oko, Optické přístroje

Zadání. Pracovní úkol. Pomůcky

ZOBRAZOVÁNÍ ČOČKAMI. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Septima - Optika

GEOMETRICKÁ OPTIKA. Znáš pojmy A. 1. Znázorni chod význačných paprsků pro spojku. Čočku popiš a uveď pro ni znaménkovou konvenci.

Geometrická optika. předmětu. Obrazový prostor prostor za optickou soustavou (většinou vpravo), v němž může ležet obraz

DUM č. 5 v sadě. 12. Fy-3 Průvodce učitele fyziky pro 4. ročník

Obr. 1: Optická lavice s příslušenstvím při měření přímou metodou. 2. Určení ohniskové vzdálenosti spojky Besselovou metodou

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

17. března Optická lavice s jezdci a držáky čoček, světelný zdroj pro optickou lavici, mikroskopický

(1) přičemž všechny veličiny uvažujeme absolutně. Její úpravou získáme vztah + =, (2) Přímé zvětšení Z je dáno vztahem Z = =, a a

Měření ohniskových vzdáleností čoček, optické soustavy

2. Vyhodnoťte získané tloušťky a diskutujte, zda je vrstva v rámci chyby nepřímého měření na obou místech stejně silná.

h n i s k o v v z d á l e n o s t s p o j n ý c h č o č e k

Maticová optika. Lenka Přibylová. 24. října 2010

Zavádění inovativních metod a výukových materiálů do přírodovědných předmětů na Gymnáziu v Krnově 07_10_Zobrazování optickými soustavami 1

ZOBRAZOVÁNÍ ODRAZEM NA KULOVÉ PLOŠE aneb Kdy se v zrcadle vidíme převrácení. PaedDr. Jozef Beňuška jbenuska@nextra.sk

Ing. Jakub Ulmann. Zavádění inovativních metod a výukových materiálů do přírodovědných předmětů na Gymnáziu v Krnově

Název: Měření ohniskové vzdálenosti tenkých čoček různými metodami

Fyzikální praktikum FJFI ČVUT v Praze

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/ Zobrazení čočkou

ZOBRAZENÍ ČOČKAMI. Studijní text pro řešitele FO a ostatní zájemce o fyziku. Jaroslav Trnka. Úvod 3

9. Geometrická optika

3.3. ANALYTICKÁ GEOMETRIE KRUŽNICE A KOULE

FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE. Úloha 6: Geometrická optika. Abstrakt

R8.1 Zobrazovací rovnice čočky

8.1. ELEKTROMAGNETICKÉ ZÁŘENÍ A JEHO SPEKTRUM. Viditelné světlo Rozklad bílého světla:

I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í

Aplikovaná optika I: příklady k procvičení celku Geometrická optika. Jana Jurmanová

Bodový zdroj světla A vytvoří svazek rozbíhajících se paprsků, které necháme projít optickou soustavou.

Úloha 6: Geometrická optika

Úloha II.E... čočkování

Určení geometrických a fyzikálních parametrů čočky

Abstrakt: Úloha seznamuje studenty se základními pojmy geometrické optiky

FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE

5.2.3 Duté zrcadlo I. Předpoklady: 5201, 5202

FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM. Polarizace světla. Fyzikální sekce přirodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně. T = p =

Laboratorní práce č.9 Úloha č. 8. Závislost indexu lomu skla na vlnové délce světla Měření indexu lomu refraktometrem:

PRAKTIKUM III. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK

1 Základní pojmy a vztahy

5 Geometrická optika

Fyzikální sekce přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM. Fyzikální praktikum 3

25. Zobrazování optickými soustavami

OPTIKA. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Sekunda

MĚŘENÍ PARAMETRŮ DUTÉHO ZRCADLA; URČENÍ INDEXU LOMU KAPALIN POMOCÍ DUTÉHO ZRCADLA

6. Geometrická optika

Výfučtení: Jednoduché optické soustavy

ZOBRAZOVÁNÍ ROVINNÝM ZRCADLEM

Centrovaná optická soustava

If\=l/fl. Optické levy netradifně netradičně - vyuiltf využití iákovské žákovské soupravy pro pokusy. f=f!..

I Mechanika a molekulová fyzika

Optika nauka o světle

PRAKTIKUM II Elektřina a magnetismus

Tabulka I Měření tloušťky tenké vrstvy

Fyzikální sekce přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM. F3240 Fyzikální praktikum 2

Fyzika 2 - rámcové příklady Geometrická optika

FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE

Samostatná práce z fyziky

Fotografický aparát. Fotografický aparát. Fotografický aparát. Fotografický aparát. Fotografický aparát. Fotografický aparát

Posluchači provedou odpovídající selekci a syntézu informací a uceleně je uvedou do teoretického základu vlastního měření.

5.2.3 Duté zrcadlo I. Předpoklady: 5201, 5202

S v ě telné jevy. Optika - nauka - o světle, jeho vlastnostech a účincích - o přístrojích, které jsou založeny na zákonech šíření světla

Optické zobrazení - postup, kterým získáváme optické obrazy bodů a předmětů

Zadání. Pracovní úkol. Pomůcky

Otázky z optiky. Fyzika 4. ročník. Základní vlastnosti, lom, odraz, index lomu

Jméno autora: Mgr. Zdeněk Chalupský Datum vytvoření: Číslo DUM: VY_32_INOVACE_20_FY_C

Měření závislosti indexu lomu kapalin na vlnové délce

Měření ohniskové vzdálenosti objektivu přímou metodou

Fyzikální sekce přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM. Speciální praktikum z abc

Otázku, kterými body prochází větev implicitní funkce řeší následující věta.

3. OPTICKÉ ZOBRAZENÍ

OPTIKA - NAUKA O SVĚTLE

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/

Seznam součástek. A. Seznam prvků soupravy GON. Rozměry (cm) nebo Poloměry* (cm) Značka Název prvku

Optika. Zápisy do sešitu

Fyzikální praktikum 4. Studium aberací sférických povrchů - simulace činnosti aberometru WASCA

Fyzikální sekce přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM. Fyzikální praktikum 2

5.2.7 Zobrazení spojkou I

Zákon lomu světla (Snellův zákon) lze matematicky vyjádřit vztahem: , n2. opticky řidšího do prostředí opticky hustšího, láme se ke kolmici.

ZOBRAZOVÁNÍ ZRCADLY. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Septima - Optika

PRAKTIKUM III. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. Název: Studium ohybových jevů v laserovém svazku

Digitální učební materiál. III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Příjemce podpory Gymnázium, Jevíčko, A. K.

PRAKTIKUM I. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. Pracoval: Pavel Ševeček stud. skup.: F/F1X/11 dne:

5.2.9 Zobrazení rozptylkou

Podle studijních textů k úloze [1] se divergence laserového svaku definuje jako

Pedagogická poznámka: Celý obsah se za hodinu stihnout nedá. z ] leží na kulové ploše, právě když platí = r. Dosadíme vzorec pro vzdálenost:

Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK

Někdy je výhodné nerozlišovat mezi odrazem a lomem tím způsobem, že budeme pokládat odraz za lom s relativním indexem lomu n = 1.

Laboratorní práce č. 1: Měření délky

5.2.7 Zobrazení spojkou I

3. Optika III Přímočaré šíření světla

b) Maximální velikost zrychlení automobilu, nemají-li kola prokluzovat, je a = f g. Automobil se bude rozjíždět po dobu t = v 0 fg = mfgv 0

2. Optika II Zobrazování dutým zrcadlem

Transkript:

Fyzikální sekce přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM F340 Fyzikální praktikum Zpracoval: Dvořák Martin Naměřeno: 0. 0. 009 Obor: B-FIN Ročník: II. Semestr: III. Testováno: Úloha č. 8: T =,5 C p = 983 hpa φ = 35 % Měření parametrů zobrazovacích soustav Úkoly:. Změřte ohniskovou vzdálenost spojky přímou metodou a Besselovou metodou.. Určete ohniskovou vzdálenost spojky ze zvětšení. 3. Určete ohniskovou vzdálenost rozptylky přímou metodou. 4. Změřte poloměry křivosti lámavých ploch obou čoček a určete index lomu skla. 5. Změřte ohniskovou vzdálenost tlusté spojky. Teorie: Přímá metoda měření ohniskové vzdálenosti spojky vychází přímo ze zobrazovací rovnice pro čočky =, kde a je f a a vzdálenost předmětu od čočky a a vzdálenost obrazu od čočky. Podle znaménkové konvence se vzdálenosti vlevo od čočky udávají kladné, za vpravo záporné. Ohnisková vzdálenost se tedy rovná: a a f = a a Besselova metoda vychází z poznatku, že při konstantní vzdálenosti předmětu a stínítka najdeme dvě polohy spojky, při kterých dostaneme ostrý obraz. Ohnisková vzdálenost d se pak vypočítá ze vztahu f =. 4d

Ohniskovou vzdálenost ze zvětšení určíme pomocí vztahu: y dáno β =. ý a a β f = =, kde příčné zvětšení β je β β Pro určení ohniskové vzdálenosti rozptylky se musí do soustavy přidat spojku, protože samotná rozptylka dává neskutečný obraz, který nezachytíme na stínítku. Po přidání spojky před rozptylku už obraz můžeme zachytit. Vztah je stejný jako u přímé metody pro spojku, ale liší se výpočtem vzdáleností a a a. a= A R a = A R f a a = a a Křivost se měří pomocí sférometru. Zkalibrujeme přístroj na rovném skle a poté přiložíme na měřený povrch. Pomocí sférometru určíme hodnotu výšky kulových vrchlíků h, hodnotu z určíme jako polovinu průměru sférometru. Pak obě hodnotu vložíme do vztahu: z + h r= h Index lomu určíme ze vztahu: n = + f ( + ) r r

Měření: Přímá metoda (spojka) Stínítko/cm a/cm a /cm f/cm 9 0,3 7,7 5,8076 89 0,7 68,3 5,8855 86, 64,9 5,934 83,6 6,4 5,97880 80,3 57,7 6,08388 77 3, 53,9 6,7000 74 3,9 50, 6,8095 7 4,8 46, 6,3746 68 6,8 4, 6,3765 65 3,5 3,5 6,5000 Ohnisková vzdálenost spojky je: f = (6,±0,) cm Metoda ze zvětšení (spojka): y = 5cm Stínítko/cm y /cm a /cm β f/cm 9 6,4 67,5 3,8 5,7703 90 6, 65,4 3, 5,49763 88 5, 63,0 3,0 5,6764 86 4,6 60,9,9 5,5357 84 3,8 58,5,76 5,5585 8,9 56,0,58 5,6446 80, 53,6,4 5,675 78,4 5,3,8 5,6404 76 0,7 48,7,4 5,50955 74 9,9 46,,98 5,46980 Ohnisková vzdálenost spojky je: f = (5,60±0,07) cm Besselova metoda (spojka) Stínítko/cm poloha/cm poloha/cm d/cm /cm f/cm 9 0,3 69, 9 48,9 6,505 90 0,7 67,3 90 46,6 6,46789 88,0 64,7 88 43,7 6,57474 86,3 63,0 86 4,7 6,44509 84,8 60,6 84 38,8 6,595 8, 58,6 8 36,5 6,4386 80,3 55,9 80 33,6 6,4700 78,5 53,6 78 3, 6,39997 76,9 5, 76 8,3 6,36549 74 3,4 48, 74 4,7 6,43889 Ohnisková vzdálenost spojky je: f = (6,46±0,04) cm 3

Měření ohniskové vzdálenosti rozptylky R/cm A/cm A /cm a/cm a /cm f/cm 58, 66 69,4 7,9,3-6,559 57, 66 7,3 8,8 4, -3,43 56,3 66 70,5 9,7 4, -30,6089 55,5 66 7,4 0,5 5,9-30,967 54, 66 75,6,8,4-6,304 53, 66 77,,8 4,0-7,486 5,4 66 78, 3,6 5,8-8,7607 5,9 66 8, 4, 9,3-7,796 5,3 66 8,3 4,7 30,0-8,835 50, 66 84, 5,9 34, -9,7907 Ohnisková vzdálenost rozptylky je: f = (-8±) cm Měření křivosti čoček: spojka rozptylka h/mm z/mm r /mm r /mm h/mm h/mm z/mm r /mm r /mm,836 7,4 83,3689-0,505-0,506 8,65-344,63-343,95,837 7,4 83,346-0,504-0,507 8,65-345,34-343,74 Spojka: r = (83,3±0,)mm Rozptylka: r = (-344,9±0,)mm r = r = (-343,6±0,)mm Výpočet indexu lomu: Pro výpočet použiji ohniskovou vzdálenost spojky z měření Besselovou metodou: f = (6,46±0,04) cm. Pro výpočet použiji ohniskovou vzdálenost rozptylky: f = (-8±) cm. Pro spojku se vzorec zjednoduší na tvar: n= f r + Pro rozptylku se musí použít původní vzorec: Index lomu skla pro spojku: n = (,5 ± 0,0) Index lomu skla pro rozptylku: n = (,6 ± 0,) n= + f ( + ) r r 4

Měření ohniskové vzdálenosti tlusté čočky Ohnisková vzdálenost tlusté čočky se dá měřit dvěma způsoby, metodou osvětlení v obou směrech a metodou dvojího zvětšení. Metoda dvojího osvětlení vychází z příčného zvětšení, z předpokladu že malou změnou polohy obrazu se a a změní i zvětšení a poměr těchto dvou hodnot je ohnisková vzdálenost: f = β β β ( a a ) Ohnisková vzdálenost při metodě osvětlení v obou směrech se vypočítá: f = β y=5cm metoda metoda Stínítko/cm y /cm a /cm β f/cm a/cm v obou směrech dvojího zvětšení 9 6,4 67,5 3,8 5,7703 4,5 4,4538 35,00000 90 6, 65,4 3, 5,49763 4,6 4,033,00000 88 5, 63 3,0 5,6764 5,0 4,330,00000 86 4,6 60,9,9 5,5357 5, 3,8894 5,00000 84 3,8 58,5,76 5,5585 5,5 3,7630 3,88889 8,9 56,58 5,6446 6,0 3,6836 5,00000 80, 53,6,4 5,675 6,4 3,55407 6,4857 78,4 5,3,8 5,6404 6,7 3,35938 8,5743 76 0,7 48,7,4 5,50955 7,3,7936 6,5000 74 9,9 46,,98 5,4698 7,9,3394 - Všechny hodnoty jsou stejné jako u měření ze zvětšení, jen se zde přidala hodnota předmětové vzdálenosti. Hodnoty obou měření se celkem výrazně liší od hodnot měřených ostatními metodami, obzvláště metoda dvojího zvětšení vychází s hodně velkým rozptylem hodnot. Pokud ale zanedbáme první hodnotu, dostaneme celkem odpovídající výsledek, i když s velkou chybou. Ohnisková vzdálenost tlusté spojky metodou osvětlení v obou směrech: f = (3,6±0,5) cm Ohnisková vzdálenost tlusté spojky metodou dvojího zvětšení: f = (6±) cm Závěr: Z měření vyšly tři různé ohniskové vzdálenosti pro spojku a jedna ohnisková vzdálenost pro rozptylku. Spojka: přímá metoda: f = (6,±0,) cm metoda ze zvětšení: f = (5,60±0,07) cm Besselova metoda: f = (6,46±0,04) cm Rozptylka: f = (-8±) cm Dále jsem změřil křivosti jednotlivých čoček, pomocí nichž jsem spočítal index lomu skla, z něhož jsou čočky vyrobeny. Index lomu skla pro spojku: n = (,5 ± 0,0) Index lomu skla pro rozptylku: n = (,6 ± 0,) Tabelovaná hodnota indexu lomu skla je,5; přesnější hodnota vyšla z měření pomocí spojky. Měření ohniskové vzdálenosti tlusté čočky (spojky): metodou osvětlení v obou směrech: f = (3,6±0,5) cm metodou dvojího zvětšení: f = (6±) cm 5