Pomiar powiększenia mikroskopu i lunety astronomicznej - wykład

Pomiar powiększenia mikroskopu i lunety astronomicznej.
Podstawa teoretyczna
Pozorna wielkość oglądanego przedmiotu zależy od kąta widzenia przedmiotu , jaki tworzą promienie wychodzące ze skrajnych punktów przedmiotu i wpadające do oka. Istotą działania mikroskopu i lunety zawiera się w zwiększaniu kąta widzenia przedmiotu. Takie powiększenie definiujemy wzorem:
,
gdzie:  - kąt widzenia obrazu w przyrządzie,
 - kąt widzenia przedmiotu gołym okiem.
Mikroskop stanowi układ optyczny złożony w zasadzie z dwóch zbierających układów soczewek. Pierwszy z tych układów soczewek, tzn. obiektyw, daje rzeczywisty, odwrócony i powiększony obraz przedmiotu, drugi zaś - okular - gra rolę lupy, przez którą rozpatrujemy ten obraz.
Lunety stanowią przykład tzw. układów teleskopowych. Pozwalają one powiększyć kąt widzenia, pod jakim widzimy odległe przedmioty, bez zmiany stanu akomodacji naszego oka. Oko patrzące przez lunetę ustawione jest na wyraźne widzenie przedmiotów bardzo odległych.
Cel i przebieg doświadczenia
W doświadczeniu tym mamy na celu wyznaczenie powiększenia mikroskopu i lunety.
Na stoliku mikroskopu umieszczamy skalę mikroskopową. Następnie przesuwamy stolik i notujemy odpowiadające ruchowi stolika s przesunięcie skali m. Postępujemy tak pięciokrotnie dla różnych wielkości przesunięcia.
Następnie obserwujemy przez mikroskop nieruchomą tym razem skalę i dla pięciu różnych odległości n na jej podziałce rejestrujemy drugim okiem odpowiadającą odległość b na papierze milimetrowym umieszczonym w odległości d dobrego widzenia (ok. 25 cm). Ostateczne wyniki podstawiamy do wzoru:
, gdzie .
W przypadku lunety obserwujemy w okularze podziałkę oddaloną o d cm od obiektywu i centymetrowe odległości b na niej porównujemy z odległością a na papierze milimetrowym podobnie jak w przypadku mikroskopu. Obliczając powiększenie kątowe posługujemy się wzorem:
,
a kąt widzenia w przybliżeniu z proporcji:
,
gdzie c to długość odcinka skali w polu widzenia.
Wyniki doświadczenia i obliczenia
1. Mikroskop
L.p.
m
s [mm]
h
1
20
10
0,5
h(śr)=
0,490606
mm
2
24
12
0,5
h(śr)=
0,007636
3
33
16
0,484848

(…)

…
P(lśr)|=
0,125473802
2,75%
2
13
60
4,615385
(l)=
0,000243
rad
(1)|=
0,000004
1,84%
3
18
80
4,444444
c=
62
mm
c=
1
4
26
120
4,615385
d=
4460
mm
d=
10
5
8
35
4,375
Metody obliczania błędów pomiaru
Błąd odległości kresek skali mikroskopowej hśr został obliczony jako błąd przeciętny. Podobnie błąd ilorazu (b/n)śr. Błąd powiększenia mikroskopu policzono ze wzoru:
.
Błąd pomiaru powiększenia lunety…
... zobacz całą notatkę