Subversion Repositories svnkaklik

Rev

Rev 891 | Rev 937 | Go to most recent revision | Show entire file | Ignore whitespace | Details | Blame | Last modification | View Log

Rev 891 Rev 936
Line 35... Line 35...
35
\begin {table}[tbp]
35
\begin {table}[tbp]
36
\begin {center}
36
\begin {center}
37
\begin{tabular}{|l|l|}
37
\begin{tabular}{|l|l|}
38
\hline
38
\hline
39
\multicolumn{ 2}{|c|}{\Large \bfseries FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE \huge\strut} \\ \hline
39
\multicolumn{ 2}{|c|}{\Large \bfseries FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE \huge\strut} \\ \hline
40
\textbf{Datum měření:} {10.5.2011} & \textbf{Jméno:} {Jakub Kákona} \\ \hline
40
\textbf{Datum měření:} {19.3.2011} & \textbf{Jméno:} {Jakub Kákona} \\ \hline
41
\textbf{Pracovní skupina:} {4} & \textbf{Ročník a kroužek:} {Pa 9:30} \\ \hline
41
\textbf{Pracovní skupina:} {2} & \textbf{Hodina:} {Po 7:30} \\ \hline
42
\textbf{Spolupracovníci:} {Jana Navrátilová} & \textbf{Hodnocení:}  \\ \hline 
42
\textbf{Spolupracovníci: Viktor Polák} {} & \textbf{Hodnocení:}  \\ \hline 
43
\end{tabular}
43
\end{tabular}
44
\end {center}
44
\end {center}
45
\end {table}
45
\end {table}
46
 
46
 
47
\begin{center} \Large{Geometrická optika - Ohniskové vzdálenosti čoček a zvětšení optických přístrojů} \end{center}
47
\begin{center} \Large{Ohniskové vzdálenosti a vady čoček a zvětšení optických přístrojů} \end{center}
48
 
48
 
49
\begin{abstract}
49
\begin{abstract}
50
V úloze bylo použito několik metod měření ohniskových vzdáleností spojných čoček. Určili jsme ohniskovou vzdálenost rozptylky, Zkonstruovali jsme vlastní dalekohled a mikroskop. Změřili jsme zvětšení obou těchto přístrojů a porovnali s teoretickým výpočtem.
50
V úloze bylo použito několik metod měření ohniskových vzdáleností spojných čoček. Určili jsme ohniskovou vzdálenost spojky, okuláru a objektivu. Nasledně jsme sestavili dalekohled a mikroskop. Změřili jsme zvětšení obou těchto přístrojů a porovnali s teoretickým výpočtem.
51
\end{abstract}
51
\end{abstract}
52
 
52
 
53
\section{Úvod}
53
\section{Úvod}
54
 
54
 
55
Geometrická optika popisuje základní jevy při šíření světla a zanedbává jeho vlnové projevy. Proto nelze stejným způsobem popisovat i složitější děje, jako je polarizace či interference světla. V této úloze budeme proto zkoumat pouze základní optické elementy, jako jsou čočky a jejich soustavy.   
55
Geometrická optika popisuje základní jevy při šíření světla a zanedbává jeho vlnové projevy. Proto nelze stejným způsobem popisovat i složitější děje, jako je polarizace či interference světla. V této úloze budeme proto zkoumat pouze základní optické elementy, jako jsou čočky a jejich soustavy.   
56
 
56
 
57
\subsection{Zadání}
57
\subsection{Zadání}
58
\begin{enumerate}
58
\begin{enumerate}
59
\item Určete ohniskovou vzdálenost tenké spojky následujícími metodami: odhadem, autokolimací, ze znalosti polohy předmětu a jeho obrazu (pro čtyři různé polohy předmětu; provést též graficky). Pokud jste se v Základech fyzikálních měření již s těmito metodami seznámili, je pro Vás tento úkol nepovinný.
59
\item Určete ohniskovou vzdálenost spojné čočky +200 Besselovou metodou a ze znaloasti polohy předmětu a jeho obrazu (minimálně pro 5 různých konfigurací; provést též graficky) V přípravě odvoďte rovnici  č. 8, načrtněte chod paprsků pro obě metody a zdůvodněte nutnost podmínky $e>4f$.  
60
\item Besselovou metodou určete ohniskovou vzdálenost tenké spojky. V přípravě odvoďte rovnici č.(8) a načrtněte chod paprsků v obou případech, kdy je vidět ostrý obraz. Proč je nutná podmínka $e>4f$? Na čem závisí ohnisková vzdálenost čočky?
60
 
61
\item Určete ohniskovou vzdálenost tenké rozptylky.
-
 
62
\item Besselovou metodou změřte ohniskovou vzdálenost mikroskopického objektivu a Ramsdenova okuláru. V přípravě vysvětlete rozdíl mezi Ramsdenovým a Huygensovým okulárem.
61
\item Změřte ohniskovou vzdálenost mikroskopického objektivu a Ramsdenova okuláru Besselovou metodou. V přípravě vysvětlete rozdíl mezi Ramsdenovým a Huygensovým okulárem.
63
\item Abyste mohli určit optický interval mikroskopu v pracovním úkolu č. 7, určete nejprve polohy ohniskových rovin okuláru a objektivu. Rozmyslete si, zda potřebujete znát polohy jejich předmětových nebo obrazových ohniskových rovin.
-
 
-
 
62
 
64
\item Změřte zvětšení lupy při akomodaci oka na normální zrakovou vzdálenost. Stanovte z ohniskové vzdálenosti lupy zvětšení při oku akomodovaném na nekonečno.
63
\item Změřte zvětšení lupy při akomodaci oka na konvenční zrakovou vzdálenost. Stanovte z ohniskové vzdálenosti lupy zvětšení při oku akomodovaném na nekonečno.
-
 
64
 
-
 
65
\item Určete polohy ohniskových rovin tlustých čoček  (mikroskopický objektiv a Ramsdenův okulár) nutných pro výpočet zvětšení mikroskopu.
-
 
66
 
65
\item Z mikroskopického objektivu a Ramsdenova okuláru sestavte na optické lavici mikroskop a změřte jeho zvětšení. Rozmyslete si, jak velký optický interval je vhodné zvolit.
67
\item Z mikroskopického objektivu a Ramsdenova okuláru sestavte na optické lavici mikroskop a změřte jeho zvětšení.
-
 
68
 
66
\item Ze spojky +200 a Ramsdenova okuláru sestavte na optické lavici dalekohled a změřte jeho zvětšení přímou metodou a z poměru průměrů vstupní a výstupní pupily. V přípravě vysvětlete rozdíl mezi Galileovým a Keplerovým dalekohledem, načrtněte chod paprsků v obou případech.
69
\item Ze spojky +200 a Ramsdenova okuláru sestavte na optické lavici dalekohled. Změřte jeho zvětšení přímou metodou a z průměru pupil. V přípravě vysvětlete rozdíl mezi Galileovým a Keplerovým dalekohledem.
-
 
70
 
67
\item Výsledky měření zvětšení mikroskopu a dalekohledu porovnejte s hodnotami vypočítanými z ohniskových vzdáleností a optického intervalu. Ohniskové vzdálenosti jste naměřili s určitou chybou, můžete proto spočítat i chybu vypočítaných zvětšení. 
71
\item Výsledky měření zvětšení mikroskopu a dalekohledu porovnejte s hodnotami vypočítanými z ohniskových vzdáleností.
-
 
72
 
68
\end{enumerate}
73
\end{enumerate}
69
 
74
 
70
\subsection{Teoretický úvod}
75
\subsection{Teoretický úvod}
71
 
76
 
72
Pro tenkou spojnou čočku platí v případě geometrické optiky čočková zobrazovací rovnice
77
Pro tenkou spojnou čočku platí v případě geometrické optiky čočková zobrazovací rovnice
-
 
78
 
-
 
79
\begin{equation}
73
\begin{equation} \frac{1}{a}+\frac{1}{a'}=\frac{1}{f}, \end{equation}
80
\frac{1}{a}+\frac{1}{a'}=\frac{1}{f}, 
-
 
81
\end{equation}
-
 
82
 
74
obdobnou rovnici můžeme zapsat i pro rozptylku
83
obdobnou rovnici můžeme zapsat i pro rozptylku
75
\begin{equation} \frac{1}{a'}-\frac{1}{a}=-\frac{1}{f}. \end{equation}
-
 
76
V obou případech je a i a' předmětová a obrazová vzdálenost.
-
 
77
 
84
 
-
 
85
\begin{equation}
-
 
86
\frac{1}{a'}-\frac{1}{a}=-\frac{1}{f}. 
-
 
87
\end{equation}
-
 
88
 
-
 
89
V obou případech je $a$ i $a'$ předmětová a obrazová vzdálenost.
-
 
90
 
78
Boční zvětšení je definováno vztahem
91
Boční zvětšení je pak definováno vztahem
-
 
92
 
-
 
93
\begin{equation}
79
\begin{equation} \beta =\frac{y'}{y}. \end{equation}
94
\beta =\frac{y'}{y}. 
-
 
95
\end{equation}
-
 
96
 
80
Kde y a y' jsou velikosti objektu a a obrazu. 
97
Kde $y$ a $y'$ jsou velikosti objektu a obrazu. 
81
 
98
 
82
Pro měření Besselovou metodou použijeme výraz
99
Pro měření Besselovou metodou použijeme výraz (odvozeno dále v \ref{bessel_metoda}).
-
 
100
 
-
 
101
\begin{equation}
83
\begin{equation} f=\frac{e^2 - d^2}{4e}. \end{equation}
102
f=\frac{e^2 - d^2}{4e}. 
-
 
103
\end{equation}
-
 
104
 
84
e je pak celková vzdálenost mezi předmětem a stínítkem a d je vzdálenost mezi polohami čočky v kterých bylo možné na stínítku pozorovat ostrý obraz.
105
$e$ je pak celková vzdálenost mezi předmětem a stínítkem a $d$ je vzdálenost mezi polohami čočky v kterých je možné na stínítku pozorovat ostrý obraz.
85
 
106
 
86
Zvětšení okuláru je dáno vztahem
107
Zvětšení okuláru je dáno vztahem
-
 
108
 
-
 
109
\begin{equation}
87
\begin{equation} Z_2 = \frac{l}{f_2 }. \end{equation}
110
Z_2 = \frac{l}{f_2}.
-
 
111
\end{equation}
-
 
112
 
88
Zvětšení mikroskopu spošteme vztahem
113
Zvětšení mikroskopu spočteme vztahem
-
 
114
 
-
 
115
\begin{equation}
89
\begin{equation} Z = Z_1 Z_2 = \frac{\Delta l}{f_1 f_2 }, \end{equation}
116
Z = Z_1 Z_2 = \frac{\Delta l}{f_1 f_2 }, 
-
 
117
\end{equation}
-
 
118
 
90
Oboje je vztaženo k takzvané konvenční zrakové vzdálenosti, která je l=25cm.
119
Oboje je vztaženo k takzvané konvenční zrakové vzdálenosti, která je $l=25$cm.
91
 
120
 
92
\section{Experimentální uspořádání a metody}
121
\section{Experimentální uspořádání a metody}
93
 
122
 
94
\subsection{Pomůcky}
123
\subsection{Pomůcky}
95
Optická lavice s jezdci a držáky čoček, žárovka, mikroskopický objektiv, Ramsdenův okulár v držáku s Abbeho kostkou, spojné čočky +100, +200, rozptylka -100, matnice, clona s otvorem, clona se šipkou, pomocný světelný zdroj s milimetrovou stupnicí, objektivový mikrometr se stupnicí 100 x 0,01 mm, matnice se stupnicí 50 x 0,1 mm, pomocný mikroskop se stupnicí v zorném poli, pomocný dalekohled.
124
Optická lavice s jezdci a držáky čoček, žárovka, mikroskopický objektiv, Ramsdenův okulár v držáku s Abbeho kostkou, spojná čočka +200, matnice, clona se šipkou, pomocný světelný zdroj s milimetrovou stupnicí, objektivový mikrometr / clona se stupnicí 100 x 0,01 mm, matnice se stupnicí 50 x 0,1 mm, pomocný mikroskop se stupnicí v zorném poli, pomocný dalekohled.
96
 
125
 
97
\subsection{Ohnisková vzdálenost tenké spojky}
126
\subsection{Ohnisková vzdálenost tenké spojky}
98
 
127
 
99
\subsubsection{Odhadem}
128
\subsubsection{Odhadem}
100
Využijeme-li toho, že obraz dostatečně vzdáleného objektu vzniká přibližně v ohniskové rovině čočky. Jako přibližný odhad ohniskové vzdálenosti čočky pak bereme vzdálenost čočky od vzniklého obrazu.
129
Využijeme-li toho, že obraz dostatečně vzdáleného objektu vzniká přibližně v ohniskové rovině čočky. Jako přibližný odhad ohniskové vzdálenosti čočky pak bereme vzdálenost čočky od vzniklého obrazu.
Line 107... Line 136...
107
 
136
 
108
Vyjdeme z čočkové rovnice
137
Vyjdeme z čočkové rovnice
109
\begin{equation}
138
\begin{equation}
110
 \frac{1}{a}+\frac{1}{a'}=\frac{1}{f}. \label{1}
139
 \frac{1}{a}+\frac{1}{a'}=\frac{1}{f}. \label{1}
111
\end{equation} 
140
\end{equation} 
112
 kde $a, a'$ jsou vzdálenosti předmětu, resp. obrazu od čočky, f je ohnisková vzdálenost.
141
 kde $a, a'$ jsou vzdálenosti předmětu, resp. obrazu od čočky, $f$ je ohnisková vzdálenost.
113
 Z rovnice \eqref{1} vyjádříme 
142
 Z rovnice \eqref{1} vyjádříme 
-
 
143
 
114
 \begin{equation}
144
\begin{equation}
115
  f=\frac{aa'}{a+a'} 
145
  f=\frac{aa'}{a+a'} 
116
 \label{predmet_obraz}
146
\label{predmet_obraz}
117
 \end{equation} 
147
\end{equation}
118
 
148
 
119
Tuto metodu lze modifikovat tak, že je možné ji řešit graficky.
149
Tuto metodu lze modifikovat tak, že je možné ji řešit graficky.
120
 
150
 
121
\subsubsection{Besselova metoda} \label{co}
-
 
122
 
151
 
-
 
152
\begin{figure}[htbp]
-
 
153
\includegraphics[width=80mm]{predmet_obraz.jpg}
-
 
154
\caption{Grafické znázornění chodu paprsků při měření ohniskové vzdálenosti ze znalosti polohy předmětu a obrazu}
-
 
155
\end{figure}
-
 
156
 
-
 
157
\subsubsection{Besselova metoda} 
-
 
158
\label{bessel_metoda}
-
 
159
 
123
Pokud máme spojnou čočku s ohniskovou vzdáleností \textbf{f}. A vzdálenost předmětu od stínítka \textbf{e}  větší, než $4$\textbf{$\cdot$f}. Potom, je možné čočku umístit do dvou pozic mezi stínítko a předmět, tak aby na stínítku vznikl ostrý obraz. Pro ohniskovou vzdálenost čočky přitom platí:
160
Pokud máme spojnou čočku s ohniskovou vzdáleností $f$. A vzdálenost předmětu od stínítka $e$  větší, než $4 \cdot f$. Potom, je možné čočku umístit do dvou pozic mezi stínítko a předmět, tak aby na stínítku vznikl ostrý obraz. Pro ohniskovou vzdálenost čočky přitom platí:
124
 
161
 
125
\begin{equation}
162
\begin{equation}
126
 f=\frac{e^2-d^2}{4e}.
163
f=\frac{e^2-d^2}{4e}.
127
\label{b}
164
\label{bessel}
128
\end{equation}
165
\end{equation}
129
 
166
 
130
  Pro ostrý obraz předmětu na stínítku platí vztah mezi vzdáleností předmětu a obrazu od čočky ($a, a'$) vztah:
167
Pro ostrý obraz předmětu na stínítku platí mezi vzdáleností předmětu a obrazu od čočky ($a, a'$) vztah: $a+a'=e$  
-
 
168
  
131
  $a+a'=e.$  Vyjádřením $a'= e-a$ a dosazením do čočkové rovnice \eqref{1} dostaneme postupně
169
Vyjádřením $a'= e-a$ a dosazením do čočkové rovnice \eqref{1} dostaneme postupně
132
 
170
 
133
\begin{equation}
171
\begin{equation}
134
   \frac{a'+a}{aa'}&=\frac{1}{f} \nonumber \\
172
\frac{a'+a}{aa'}=\frac{1}{f} \nonumber \\
-
 
173
\end{equation}
-
 
174
 
-
 
175
 
-
 
176
\begin{equation}
135
   \frac{e}{a(e-a)}&=\frac{1}{f} \nonumber \\
177
\frac{e}{a(e-a)}=\frac{1}{f} \nonumber \\
136
\end{equation}
178
\end{equation}
137
 
179
 
138
\begin{equation}   
180
\begin{equation}   
139
   a^2-ae+ef&=0. \label{4}
181
   a^2-ae+ef=0. \label{4}
140
\end{equation}
182
\end{equation}
141
  
183
  
142
  
-
 
143
 Podle předpokladu $e>4f$, tedy má rovnice \eqref{4} právě dvě řešení, které tvoří hledanou dvojici poloh, při kterých vzniká na stínítku ostrý obraz. Pro vzdálenost obou kořenů platí vztah:
184
Podle předpokladu $e>4f$, tedy má rovnice \eqref{4} právě dvě řešení, které tvoří hledanou dvojici poloh, při kterých vzniká na stínítku ostrý obraz. Pro vzdálenost obou kořenů platí vztah:
144
 
185
 
145
\begin{equation}
186
\begin{equation}
146
 d&=\frac{e+\sqrt{e^2-4ef}}{2}-\frac{e-\sqrt{e^2-4ef}}{2} \nonumber \\
187
 d=\frac{e+\sqrt{e^2-4ef}}{2}-\frac{e-\sqrt{e^2-4ef}}{2} \nonumber \\
147
 d&=\sqrt{e^2-4ef}. \label{5}
188
 d=\sqrt{e^2-4ef}. \label{5}
148
\end{equation}
189
\end{equation}
149
 
190
 
150
 Vztah \eqref{b} pak dostaneme vyjádřením $f$.
191
Rovnici \eqref{bessel} pak dostaneme vyjádřením $f$.
-
 
192
 
-
 
193
\begin{figure}[htbp]
-
 
194
\includegraphics[width=100mm]{bessel.png}
-
 
195
\caption{Grafické znázornění chodu paprsků při měření ohniskové vzdálenosti Besselovou metodou}
-
 
196
\end{figure}
151
 
197
 
152
\subsubsection{Určení poloh ohniskových rovin tlustých čoček}
198
\subsubsection{Určení poloh ohniskových rovin tlustých čoček}
153
Provedeme pomocí dalekohledu zaostřeného na nekonečno. Předmět se bude nacházet v ohniskové rovině čočky, když skrz čočku a dalekohled uvidíme ostrý obraz předmětu.
199
Provedeme pomocí dalekohledu zaostřeného na nekonečno. Předmět se bude nacházet v ohniskové rovině čočky, když skrz čočku a dalekohled uvidíme ostrý obraz předmětu.
154
 
200
 
155
\subsubsection{Stanovení ohniskové vzdálenosti tenké rozptylky} \label{dc}
201
\subsubsection{Stanovení ohniskové vzdálenosti tenké rozptylky} 
-
 
202
 
156
Měření ohniskové vzdálenosti rozptylky provedeme výpočtem ze znalosti polohy obrazu a předmětu. K měření ale musíme pomocnou spojkou nejprve vytvořit reálný obraz, jehož polohu je možné změřit. Z naměřených vzdáleností $l1, l2, l3$ (vzdálenosti předmětu od spojky, od obrazu s rozptylkou a obrazu bez rozptylky) pak vypočteme $a, a'$. (Vzdálenosti obrazů od rozptylky) Ohniskovou vzdálenost pak získáme z čočkové rovnice pro rozptylku
203
Měření ohniskové vzdálenosti rozptylky provedeme výpočtem ze znalosti polohy obrazu a předmětu. K měření ale musíme pomocnou spojkou nejprve vytvořit reálný obraz, jehož polohu je možné změřit. Z naměřených vzdáleností $l1, l2, l3$ (vzdálenosti předmětu od spojky, od obrazu s rozptylkou a obrazu bez rozptylky) pak vypočteme $a, a'$. (Vzdálenosti obrazů od rozptylky) Ohniskovou vzdálenost pak získáme z čočkové rovnice pro rozptylku
-
 
204
 
157
\begin{equation}
205
\begin{equation}
158
 \frac{1}{a}-\frac{1}{a'}=-\frac{1}{f}.
206
 \frac{1}{a}-\frac{1}{a'}=-\frac{1}{f}.
159
\end{equation} 
207
\end{equation} 
160
 
208
 
161
 
209
 
162
\section{Optické přístroje}
210
\section{Optické přístroje}
-
 
211
 
163
\subsection{Lupa}
212
\subsection{Lupa}
164
Lupa je jeden z nejjednodušších optických přístrojů.
213
Lupa je jeden z nejjednodušších optických přístrojů.
165
Úhlové zvětšení lupy je poměr mezi $\tan$ zorného úhlu $u'$, pod kterým vidíme předmět lupou k tangentě úhlu $u$, pod kterým pozorujeme předmět v tzv. \textit{konvenční zrakové vzdálenosti} $l=25 \,cm$. Tj. lze psát
214
Úhlové zvětšení lupy je poměr mezi $\tan$ zorného úhlu $u'$, pod kterým vidíme předmět lupou k tangentě úhlu $u$, pod kterým pozorujeme předmět v tzv. \textit{konvenční zrakové vzdálenosti} $l=25 \,cm$. Tj. lze psát
-
 
215
 
166
\begin{equation}
216
\begin{equation}
167
 Z=\frac{\tan u'}{\tan u}.
217
 Z=\frac{\tan u'}{\tan u}.
168
\end{equation} 
218
\end{equation} 
169
 
219
 
170
\begin{itemize}
220
\begin{itemize}
171
 \item \textit{Při akomodaci oka na nekonečno:} $Z_{\infty}=\frac{l}{f}$
221
 \item Při akomodaci oka na nekonečno: $Z_{\infty}=\frac{l}{f}$
172
 \item \textit{Při akomodaci oka na konvenční zrakovou vzdálenost:} $Z_{l}=\frac{y'}{y}$, což je poměr mezi velikostí obrazu a předmětu.
222
 \item Při akomodaci oka na konvenční zrakovou vzdálenost: $Z_{l}=\frac{y'}{y}$, což je poměr mezi velikostí obrazu a předmětu.
173
\end{itemize}
223
\end{itemize}
174
 
224
 
175
\subsection{Mikroskop}
225
\subsection{Mikroskop}
176
Mikroskop ve své základní konfiguraci je tvořen dvojicí čoček: objektivem a okulárem. Důležitou roli hraje vzájemná vzdálenost ohniskových rovin obou čoček, kterou nazýváme \textit{optickým intervalem soustavy} a značíme $\Delta$.
226
Mikroskop ve své základní konfiguraci je tvořen dvojicí čoček: objektivem a okulárem. Důležitou roli hraje vzájemná vzdálenost ohniskových rovin obou čoček, kterou nazýváme \textit{optickým intervalem soustavy} a značíme $\Delta$.
177
 
227
 
178
 
-
 
179
Celkové zvětšení mikroskopu je dáno vztahem
228
Celkové zvětšení mikroskopu je dáno vztahem
180
\begin{equation}
229
\begin{equation}
181
 Z_{mik}=\frac{\Delta l}{f_{1}f_{2}} \label{mm}
230
 Z_{mik}=\frac{\Delta l}{f_{1}f_{2}} \label{mm}
182
\end{equation} 
231
\end{equation} 
183
 
232
 
Line 193... Line 242...
193
 
242
 
194
 
243
 
195
\section{Výsledky a postup měření}
244
\section{Výsledky a postup měření}
196
 
245
 
197
\subsection{Měření ohniskových vzdáleností čoček}
246
\subsection{Měření ohniskových vzdáleností čoček}
198
\subsubsection{Odhadem} \label{odhad}
-
 
199
Měřili jsme spojnou čočku označenou číslem +150. Její ohniskovou vzdálenost jsme určili odhadem vzdálenosti obrazu vzdálené lampy jako 13,5$\pm$0,5cm.
-
 
200
 
-
 
201
\subsubsection{Autokolimací}
-
 
202
Ohnisková vzdálenost čočky +150 určená autokolimační metodou je 14$\pm$0.4cm. Chyba měření je odhadnuta s ohledem na tloušťku čočky a ostrost obrazu zobrazovaného otvoru.
-
 
203
 
247
 
204
\subsubsection{Z polohy předmětu a obrazu}
248
\subsubsection{Z polohy předmětu a obrazu}
205
Změřili jsme tři různé polohy předmětu a jeho obrazu vzhledem k čočce +150 (v tabulce \ref{ob}). Příslušné ohniskové vzdálenosti jsme vypočítali ze vztahu \eqref{predmet_obraz}.
249
Změřili jsme tři různé polohy předmětu a jeho obrazu vzhledem k čočce +200 (v tabulce \ref{ob}). Příslušné ohniskové vzdálenosti jsme vypočítali ze vztahu \eqref{predmet_obraz}.
-
 
250
 
206
\begin{table}[htbp]
251
\begin{table}[htbp]
207
\begin{center}
252
\begin{center}
208
\begin{tabular}{|cccc|}
253
\begin{tabular}{|ccc|}
-
 
254
\hline
-
 
255
$a$ [cm] & $a'$ [cm] & $f$ [cm] \\ \hline
-
 
256
44,55 &	30,9 & 18,2 $\pm$ 0.1 \\
-
 
257
34,6 & 40,1 & 18,6 $\pm$ 0.1 \\
-
 
258
41,45 & 33,85 & 18,6 $\pm$ 0.1 \\
-
 
259
39,7 & 35,1 & 18,6 $\pm$ 0.1 \\
209
\hline
260
\hline
210
\# & $a$ [cm] & $a'$ [cm] & $f$ [cm] \\ \hline
-
 
211
1 & 23.0 & 35.5 & 14.0  $\pm$ 0.1 \\
-
 
212
2 & 30.0 & 26.5 & 14.1 $\pm$ 0.1\\
-
 
213
3 & 32.5 & 25.0 & 14.1 $\pm$ 0.1\\ \hline
-
 
214
\end{tabular}
261
\end{tabular}
215
\end{center}
262
\end{center}
216
\caption{Určení ohniskové vzdálenosti spojné čočky +150 z pozic vzoru a obrazu. }
263
\caption{Určení ohniskové vzdálenosti spojné čočky +200 z pozic předmětu a obrazu.}
217
\label{ob}
264
\label{ob}
218
\end{table}
265
\end{table}
219
 
266
 
220
Celkový výsledek dostaneme jako aritmetický průměr hodnot; chybu odhadneme $\sqrt{\sigma_{1}^{2}+\sigma_{2}^{2}}$, kde $\sigma_{1}$ je chyba aritmetického průměru a $\sigma_{2}$ je chyba nepřímého měření. Ohnisková vzdálenost čočky +150 tedy vychází f=14.1$\pm$0.1cm
267
Celkový výsledek dostaneme jako aritmetický průměr hodnot; chybu odhadneme $\sqrt{\sigma_{1}^{2}+\sigma_{2}^{2}}$, kde $\sigma_{1}$ je chyba aritmetického průměru a $\sigma_{2}$ je chyba nepřímého měření. Ohnisková vzdálenost čočky +200 tedy vychází f=18.5$\pm$0.1cm
221
 
268
 
222
 
269
 
223
\subsubsection{Besselova metoda}
270
\subsubsection{Besselova metoda}
224
Touto metodou jsme změřili ohniskovou vzdálenost tenké spojky +200, Ramsdenova okuláru a mikroskopového objektivu.
271
Touto metodou jsme změřili ohniskovou vzdálenost tenké spojky +200, Ramsdenova okuláru a mikroskopového objektivu.
225
Nejprve jsme pozorovali čočkou +200 předmět vytvořený otvorem a promítaný na matnici. Výpočet chyby jsme provedli podle vzorce chyb nepřímých měření. Neurčitost vzdálenosti předmětu od stínítka jsme brali 1mm, neurčitost vzdálenosti dvou \textit{ostrých} poloh 2mm.
272
Nejprve jsme pozorovali čočkou +200 předmět vytvořený otvorem ve tvaru šipky a promítaný na matnici. Výpočet chyby jsme provedli podle vzorce chyb nepřímých měření. Neurčitost vzdálenosti předmětu od stínítka jsme brali 1mm, neurčitost vzdálenosti dvou \textit{ostrých} poloh 2mm. Ohniskovou vzdálenost čočky +200 jsme tedy stanovili na 18.6$\pm$0.1 cm.
226
 
273
 
227
\begin{table}[htbp]
274
\begin{table}[htbp]
228
\begin{center}
275
\begin{center}
229
\begin{tabular}{|ccc|}
276
\begin{tabular}{|ccc|}
230
\hline
277
\hline
231
$d$ [cm] & $e'$ [cm] & $f$ [cm] \\ \hline
278
$d$ [cm] & $e'$ [cm] & $f$ [cm] \\ \hline
232
37.6 & 90.0 & 18.6$\pm$0.1 \\ 
279
40,2 &	92 & 18,61 $\pm$0.1 \\
-
 
280
34,55 &	88 & 18,61 $\pm$0.1 \\
233
29.8 & 85.0 & 18.6$\pm$0.1 \\ 
281
21,5 & 80 & 18,56 $\pm$0.1 \\
234
43.8 & 95.0 & 18.7$\pm$0.1  \\ \hline
282
11 & 76	& 18,60 $\pm$0.1 \\
-
 
283
\hline
-
 
284
 
235
\end{tabular}
285
\end{tabular}
236
\end{center}
286
\end{center}
237
\caption{Besselova metoda, čočka +200.}
287
\caption{Besselova metoda, čočka +200.}
238
\label{c}
288
\label{c}
239
\end{table}
289
\end{table}
240
 
290
 
-
 
291
U ostatních elementů jsme v důsledku toho, že ohnisková vzdálenost mikroskopového objektivu a Ramsdenova okuláru je poměrně malá, pozorovali obraz pomocným mikroskopem. výsledky měření jsou v tabulce \ref{m}.
-
 
292
 
-
 
293
\begin{table}[htbp]
-
 
294
\begin{center}
-
 
295
\begin{tabular}{|ccc|}
-
 
296
\hline
-
 
297
$d$ [cm] & $e'$ [cm] & $f$ [cm] \\ \hline
-
 
298
18 & 41,7 & 8,48 $\pm$ 0.04\\
-
 
299
26,6 & 50 & 8,96 $\pm$ 0.04\\
-
 
300
10,9 & 35 & 7,90 $\pm$ 0.04\\
-
 
301
\hline
-
 
302
 
-
 
303
\end{tabular}
-
 
304
\end{center}
241
Ohniskovou vzdálenost čočky +200 jsme tedy stanovili na 18.6$\pm$0.1\jed{cm}.
305
\caption{Besselova metoda - mikroskopový objektiv}
-
 
306
\label{m} 
-
 
307
\end{table}
242
 
308
 
243
U ostatních elementů v důsledku toho, že ohnisková vzdálenost mikroskopového objektivu a Ramsdenova okuláru je poměrně malá, pozorovali jsme obraz pomocným mikroskopem. výsledky měření jsou v tabulce \ref{m}.
-
 
244
 
309
 
245
\begin{table}[htbp]
310
\begin{table}[htbp]
246
\begin{center}
311
\begin{center}
247
\begin{tabular}{|ccc|ccc|}
312
\begin{tabular}{|ccc|}
-
 
313
\hline
-
 
314
$d$ [cm] & $e'$ [cm] & $f$ [cm] \\ \hline
-
 
315
3.40 & 10.5 & 2.36 $\pm$ \\ 
-
 
316
4.10 & 11.0 & 2.38 $\pm$ \\ 
-
 
317
2.45 & 10.0 & 2.36 $\pm$ \\ 
248
\hline
318
\hline
249
\multicolumn{3}{|c|}{mikroskopový objektiv} 
-
 
250
& \multicolumn{3}{c|}{Ramsdenův okulár} \\ \hline
-
 
251
$d$ [cm] & $e'$ [cm] & $f$ [cm] & $d$ [cm] & $e'$ [cm] & $f$ [cm] \\ \hline
-
 
252
3.40 & 10.5 & 2.36 $\pm$ 0.05& 2.65 & 12.5 & 2.99 $\pm$ 0.04\\ 
-
 
253
4.10 & 11.0 & 2.38 $\pm$ 0.05& 7.60 & 15.5 & 2.95 $\pm$ 0.04\\ 
-
 
254
2.45 & 10.0 & 2.36 $\pm$ 0.05& 2.90 & 12.5 & 2.96 $\pm$ 0.04\\ \hline
-
 
255
\end{tabular}
319
\end{tabular}
256
\end{center}
320
\end{center}
257
\caption{Besselova metoda; mikroskopový objektiv, Ramsdenův okulár}
321
\caption{Besselova metoda - Ramsdenův okulár}
258
\label{m} 
322
\label{m} 
259
\end{table}
323
\end{table}
260
 
324
 
261
Ohnisková vzdálenost mikroskopového objektivu vychází 2.38$\pm$0.05cm, Ramsdenova okuláru 2.97$\pm$0.04cm.
-
 
262
 
325
 
-
 
326
Ohnisková vzdálenost mikroskopového objektivu vychází 2.38$\pm$0.05cm, Ramsdenova okuláru 2.97$\pm$0.04cm.
263
 
327
 
264
\subsubsection{Ohnisková vzdálenost rozptylky}
328
\subsubsection{Ohnisková vzdálenost rozptylky}
265
Měřená rozptylka byla označena číslem -100, pomocná spojka byla použita čočka +100. Naměřené hodnoty jsou uvedeny v tabulce \ref{r}.
329
Měřená rozptylka byla označena číslem -100, pomocná spojka byla použita čočka +100. Naměřené hodnoty jsou uvedeny v tabulce \ref{r}.
266
\begin{table}[htbp]
330
\begin{table}[htbp]
267
\begin{center}
331
\begin{center}