Zobrazení spojkou

Úkol:

1. Určete závislost obrazové vzdálenosti na předmětové pro spojku.
2. Z výsledků experimentu určete ohniskovou vzdálenost.

Vybavení: spojka, zdroj světla s LED, stínítko, metrové pravítko nebo svinovací metr.

Spojka dokáže vytvářet reálné obrazy – rozbíhavý svazek světla vycházející z předmětu přemění na svazek sbíhavý. V místě, kde se paprsky sbíhají, vzniká ostrý obraz. Tento obraz lze zachytit na stínítku.

Vaším úkolem je zjistit měřením, jak závisí poloha obrazu (obrazová vzdálenost – vzdálenost obrazu od čočky) na poloze předmětu (předmětová vzdálenost – vzdálenost předmětu od čočky).

Z měření také získáte ohniskovou délku použité čočky.

Postup:

1. Sestavte experiment podle fotografie a vytvořte ostrý obraz zdroje.
2. Měňte předmětovou vzdálenost a hledejte polohu obrazu. Naměřené hodnoty zaznamenávejte do tabulky.
3. Promítněte na stínítko obraz krajiny za oknem učebny – změřte vzdálenost obrazu od čočky.
4. Vytvořte graf závislosti obrazové vzdálenosti na předmětové.
5. Z měření vypočítejte ohniskovou délku čočky.

Otázky:

1. Porovnejte vypočítanou ohniskovou délku s polohou obrazu krajiny z bodu (3). Jak to vyšlo a proč?
2. Jaká funkce popisuje závislost obrazové délky na délce předmětové?
3. Vypočítejte převrácené hodnoty předmětové a obrazové délky (\(1/a\) a \(1/a'\)), sestrojte v tabulkovém kalkulátoru graf závislosti těchto převrácených hodnot. Proložte grafem lineární závislost a z její rovnice určete ohniskovou délku čočky. Porovnejte výsledek s výpočtem z bodu 5).
4. Určete, jak vzdálené předměty se zobrazují prakticky do ohniska spojné čočky (uvažujme, že obraz je vzdálen od ohniska o méně než procento ohniskové délky spojky).
5. Jak vzdálené předměty splňují podmínku z předchozího bodu pro vaše oko?

Optické přístroje

Úkol: Na optické lavici sestavte mikroskop a Keplerův dalekohled. Vyzkoušejte jejich funkci a určete zvětšení.

Vybavení: Optická lavice s čočkami a příslušenstvím.

V této kapitole jsme se seznámili se dvěma důležitými optickými přístroji – mikroskopem a dalekohledem. Oběma přístrojům je společné to, že k jejich konstrukci je potřeba dvojice čoček.

Postup:

1. Mikroskop

   1. Sestavte na optické lavici mikroskop podle schématu. Jako předmět použijte třeba vytištěný obrázek.
   2. Nyní se podívejte na vztah pro zvětšení mikroskopu a pokuste se váš mikroskop modifikovat tak, abyste dosáhli většího úhlového zvětšení.
   3. Změřte potřebné parametry vašeho mikroskopu, zapište je a pak vypočítejte jeho úhlové zvětšení.

2. Keplerův dalekohled

   1. Sestavte na optické lavici Keplerův dalekohled podle schématu. Namiřte jej oknem na nějaký předmět venku.
   2. Nyní se podívejte na vztah pro zvětšení dalekohledu a pokuste se váš dalekohled modifikovat tak, abyste dosáhli většího úhlového zvětšení.
   3. Změřte potřebné parametry vašeho dalekohledu, zapište je a pak vypočítejte jeho úhlové zvětšení.

Otázky:

1. Čím bylo limitováno maximální zvětšení vašeho mikroskopu a dalekohledu?
2. Pozorovali jste na vašich přístrojích nějaké optické vady? Pokud ano, zkuste je popsat. Jak můžeme tyto vady eliminovat?