UNI
PED
Fyzikální praktikum 2
Úloha č. 2: Měření ohniskové vzdálenosti spojné čočky
Ukol:
1. Určete ohniskovou vzdálenost čočky Besselovou metodou
2. Určete ohniskovou vzdálenost čočky Abbeovou metodou
Ohniskovou vzdálenost f spojné čočky lze spočítat ze zobrazovací rovnice pro tenké čočky
1 1 _ 1 a     b J
jestliže změříme předmětovou (a) a obrazovou (b) vzdálenost. Pak z (1) održíme
a + b
(2)
Veličiny a, b se však dají jen obtížně změřit, a proto jejich měření různými způsoby obcházíme. Nej používanější jsou:
• Metoda Besselova
Mezi pevným předmětem Z a stínítkem S lze najít (jsou-li Z a S od sebe dostatečně daleko) dvě takové plochy C\ a C2 čočky, že na stínítku vznikne ostrý, jednou zvětšený, podruhé zmenšený obraz předmětu. Je-li \ZS\ = m, C1C2 = n, je a + b = m, a — b = n, takže
m + n
m — n
(3)
(4)
1
Po dosazení do (1) vypočteme
(m + n){m — n)
(5)
4m
Při Bessělově metodě volte různá m a určete vždycky příslušná n. Polohu předmětu, stínítka a čočky odčítejte na lmm.
• Metoda Abbeova
Při určitých pevných polohých Z a S najdeme takovou plolohu C čočky, aby na S vznikl zvětšený ostrý obraz předmětu. Pak změříme velikost x předmětu a y obrazu a určíme zvětšení z = ^. Při nezměněné poloze čočky přiblížíme stínítko S k čočce o délku d do polohy 5*1 a vyhledáváme takovou polohu předmětu (Z±), aby opět vznikl ostrý zvětšený obraz, jehož velikost y' odečteme. Z čočkové rovnice pak obdržíme
Při Abbeově metodě volte různá d.
V příloze dále naleznete vzor tabulky ke zpracování měření. Orientační postup:
1. Sestavte optickou lavici pro Besselovu metodu.
2. Změřte ohniskovou vzdálenost pro 10 různých poloh čočky.
3. Naměřené hodnoty zapisujte do tabulky a vypočítejte ohniskovou vzdálenost čočky.
4. Analogicky proveďte měření pro Abbeovu metodu, znovu pro 10 různých poloh stínítka. Pozn.: jako předmět použijte motiv terče.
Otázky:
1. Ze vztahu (2) ze určit ohniskovou vzdálenost tenké čočky graficky na milimetrovém papíře takto: Na osu x naneseme nejprve předmětovou, na osu y obrazovou vzdáelnost a body tak vzniklé spojíme. Obě spojnice se protnou v bodě, jehož obě souřadnice jsou stejné a určují svou velikostí f. Odůvodněte, proč.
k«----■ d
y
2. Odvoďte vztah (6).
2