VJEZBA_1 fizika.pdf

7/26/2019 VJEZBA_1 fizika.pdf

1/6

VJEBA 1

EKSPERIMENTALNI ZADACI

1.

Odrediti inu daljinu i poluprenik krivine datog sfernog

ogledala direktnom metodom.

2. Odrediti inu daljinu i optiku mo tanke sabirne leedirektnom metodom. Izraunati maksimalnu relativnu grekumjerenja ine daljine.

3. Odrediti Besselovom metodom inu daljinu i optiku morasipne lee koristei kombiniranu sa sabirnom leom.

Metode mjerenja

Direktna metoda odreivanja ine daljine konkavnog sfernog ogledala

ina daljina zadanog konkavnog ogledala direktnom metodom odreuje se mjerenjemudaljenosti svijetlog predmeta od ogledala i udaljenosti slike tog predmeta dobijene na ekranu(zastoru). Ogledalo, zastor i izvor svjetlosti, kao i predmet postavljaju se na optiku klupu.Optika klupa je najee metalna greda snabdjevena metrom, po kojem se mogu postavljatinosai za potrebne elemente (izvor svjetlosti, drai s ogledalom, predmetom i zastorom) kaona Slici 1. 15.

Slika 1. 15.Aparatura za odreivanje ine daljine ogledala.

Za predmet se moe uzeti maska na kojoj je izrezan neki lik (naprimjer strelica). Ispred izvorasvjetlosti se postave maska s predmetom, zastor na kojem se promatra slika i stalak sogledalom. Visinu ogledala treba podesiti tako da je njegova optika os u visini gornjeg vrha

predmeta, a zastor za promatranje slike predmeta postavlja se tako da dostie do optike osiogledala. Direktnim mjerenjem udaljenosti predmeta p i udaljenosti slike q od ogledala, teuvrtavajui vrijednosti u jednadbu (1.5) odnosno jednadbu:

qp

pqf

(1.9)


2/6

Koja se koristi za izraunavanje vrijednost ine daljine udubljenog ogledalaf i poluprenikakrivine ogledalaR(R = 2f).

Direktna metoda odreivanja ine daljine lee

Prema relaciji (1.7) ina daljina proste lee moe se odrediti mjerenjem udaljenosti p i q(Slika 1.13). Preslikavanje e biti optimalno ako se predmet, lea i zastor na kojem se dobijeslika nalaze na optikoj klupi, tako da svi lee na optikoj osi lee (Slika 1.15). Izvorsvjetlosti je sijalica, koja se napaja pomou transformatora iz gradske mree. Kao predmetslui maska/zaslon sa okruglim otvorima razliitog promjera ili neka druga forma otvora.

Najbolje je uzeti otvor najmanjeg promjera koji predstavlja tzv. takasti izvor svjetlosti.Rubovi ovog otvora se moraju pomou lee otro preslikati na ekran, koji se postavlja nasuprotnom kraju optike klupe. Lea se pomijera sve do onog poloaja kada e se dobiti otraslika predmeta na ekranu. Takvih poloaja su dva (jedan je za sluaj uveane slike, a drugi zasluaj umanjene slike). U oba sluaja se dobije ista vrijednost ine daljine. Udaljenostipi qse oitavaju na milimetarskoj podjeli koja se nalazi na optikoj klupi.

Maksimalna relativna greka pri mjerenju ine daljine sabirne lee se dobija nasljedei nain: totalni diferencijal funkcijef(p,q)u izrazu (1.9) je:

dqqp

pdp

qp

qdf

2

2

2

2

)()(

Ako ovu jednadbu podijelimo saf dobije se:

dqqpq

pdp

qpp

q

f

df

)()(

Ako sa beskonano malih promjena dpreemo na konane promjene , uvaavajui da je

lijeva strana posljednje jednadbe, prema definiciji, relativna grekaf

f , dobije se:

qqpq

pp

qpp

q

)()( (1.10)

gdje su pi qapsolutne greke mjerenih veliina, api q su srednje vrijednosti tih veliina.

Besselova metoda odreivanja ine daljine lee

Besselova metoda odreivanja ine daljine lee je direktna metoda, takva da se pomijerasamo lea, a predmet i ekran ostaju na istom mjestu. Besselova metoda se zasniva na injenicida za datu udaljenost (p+q) izmeu predmeta i njegovog lika postoje dva poloaja lee zakoje se dobije na ekranu otra realna slika. Jednom je slika uveana (poloaj lee 1 na Slici1.16), kada je udaljenost predmeta i slike je L (L = p+q), a drugi put je slika umanjena(poloaj lee 2 na Slici 1.16). Ako je udaljenost dva poloaja lee b (b= q - p). dobiju se

relacije:


3/6

p = L q i q = b + p

Slika 1.16. Shematski prikaz za mjerenje ine daljine Besselovom metodom.

Iz ovih jednadbi se dobije:

)(2

1bLq i )(

2

1bLp

Ako se ovi izrazi zap i q zamijene u jednadbu za lee u (1.9) dobije se:

L

bLf

4

22

(1.11)

Odreivanje ine daljine rasipne lee

ina daljina rasipne lee se ne moe odrediti ni jednom od opisanih metoda, zbog slike kojaje uvijek imaginarna. Ako se pak rasipna lea kombinira sa jednom sabirnom leom ija jeina daljina poznata, onda se preslikavanjem nekog predmeta kroz taj sistem (sloena lea)moe dobiti realna slika. Neka je ina daljina sabirne lee fs, a udaljenost izmeu sabirne irasipne lee neka je a. Tada je prema (1.8) ina daljina rasipne lee

ff

afff

s

sras

)( (1.12)

gdje jef ina daljina sloene lee. Ova ina daljina se odreuje Besselovom metodom, kojaje preciznija metoda. Za sabirnu leu u ovom sistemu uzeti srednju vrijednost izmjerene inedaljine sabirne lee.

Treba paziti da udaljenost (a) izmeu lea, bude to manja (ako su zalijepljene jednauz drugu moe se uzeti da je a= 0).

3. AKTIVNOSTI

A-1


4/6

Da li se moe dato sferno ogledalo upotrijebiti za uveanje slike svijetlog predmeta. Skiciratisluaj u kojem se dato ogledalo koristi za uveanje slike svijetlog predmeta.Odgovor:

A-2

Date su dvije lee, koje treba da identificirate:

Lea Vrsta leeLea broj 1

Lea broj 2

Objasniti na koji nain ste identificirali vrstu lee.Odgovor:

A-3Konstruirati sliku proizvoljno odabranog predmeta postavljenog na udaljenost f/4 od tankesabirne lee. Napisati jednadbu koja opisuje taj sluaj.Odgovor:

A-4

Kada se sabirna lea moe upotrijebiti kao uvealo (lupa)?Datu sabirnu leu upotrijebiti kao uvealo i odrediti uveanje koristei leu, olovku imilimetarski papir. Priloiti milimetarski papir. Na osnovu dobijenih podataka izraunatiuveanje lee-lupe.Odgovor:

Postupak mjerenja

Pribor: optika klupa, udubljeno ogledalo, izvor bijele svjetlosti.1. zadatak


5/6

Na optiku klupu postaviti predmet, ekran i dato udubljeno ogledalo podeavajui visine

kako je prethodno opisano. Ispred predmeta postaviti sijalicu i ukljuiti je pomou prekidaa. Postaviti ogledalo i izmjeriti udaljenostp.

Pomijerati zastor sve dok se ne dobije otra slika predmeta. Izmjeriti udaljenost q. Upisati mjerne podatke u Tabelu 1.1.

Rijeiti jednadbufqp

111 pofi izraunatif, te uvrstiti u Tabelu 1.1 za zadani broj

mjerenja. Izraunati srednju vrijednostfs.

Tabela 1.1.Brojmjerenja

p

(m)q

(m)f

(m)

1.2.

3.4.5.

fs=

2. zadatakPribor: optika klupa, izvor svjetlosti, sabirna lea.

Na optiku klupu postaviti predmet, ekran i izmeu njih datu leu. Ispred predmeta postaviti sijalicu i ukljuiti je pomou prekidaa. Pomijerati leu tako da se na ekranu pojavi otra slika predmeta (umanjena ili uveana). Oitati na mjernoj traci na optikoj klupi vrijednostipi qi unijeti ih u Tabelu 1.2. Prema izrazu (1.9) izraunati vrijednostfi unijeti u tabelu. Izraunati srednju vrijednost za inu daljinu (fs) i optiku mo (Ds= 1/fs). Izraunati relativnu greku prema (1.10) Izraunati najveu apsolutnu greku f= fs. Predstaviti rezultat mjerenja.

Tabela 1.2.Broj

mjerenjap

(m)q

(m)f

(m)1.2.3.4.

fs=Ds=

= %; f =

3. zadatak


6/6

Pribor: optika klupa, izvor svjetlosti, rasipna lea. Koristiti istu postavku elemenata kao u prethodnom zadatku. Zabiljeiti udaljenostL izmeu predmeta i ekrana i za svako pojedinano mjerenje uvati

konstantnom. Sloenu leu pripremiti tako da su pomou selotejpa spojene sabirna lea iz prethodnog

zadatka i zadana rasipna lea (smatrati da je a= 0 prema, te koristiti izraz 1.8 ). Ne pomijerajui predmet i ekran, a pomijerajui sloenu leu nai poloaj sloene lee

(sistema dvije lee) takav da se dobije otra i uveana slika datog predmeta. Zabiljeiti tajpoloaj u odnosu na predmet.

Uz iste uvjete pomijerati sloenu leu dok se ne pojavi umanjena, otra slika predmeta naekranu i taj poloaj lee zabiljeiti.

Odrediti udaljenost b kao razliku prethodno zabiljeenih poloaja sloene lee. Svevrijednosti koje su mjerene unijeti u Tabelu 1.3.

Za sabirnu leu podatak o inoj daljini koristiti iz prethodnog zadataka, a inu daljinurasipne lee (fras) izraunati prema izrazu (1.12) i upisati u Tabelu 1.3. Izraunati srednju

vrijednost optike moi rasipne lee:Dras=rasf1 .

Tabela 1.3

Brojmjerenja

L

(m)b

(m)fsistema

(m)1.2.3.4.5.

fsistema=fras=Dras=

Datum :

Broj bodova: /4

Potpis asistenta:

Documents

VJEZBA_1 fizika.pdf