Strona głównaPytania → Ogniskowa soczewki rozpraszającej

Ogniskowa soczewki rozpraszającej

Pytanie

Pyta G.P

Jak wyznaczyć ogniskową soczewki rozpraszającej? Czy wymaga to specjalnych sprzętów? Jeżeli tak, to jakich?

Odpowiedź

Odpowiada Jan Gaj

Przepis

Aby wyznaczyć ogniskową soczewki rozpraszającej potrzebny jest obraz rzeczywisty świecącego przedmiotu na ekranie, na przykład obraz włókna żarówki wytworzony na kartce papieru przy użyciu lupy lub innej soczewki skupiającej. Następnie oddalamy ekran przesuwając go o pewną odległość d wzdłuż biegu promieni (osi optycznej). Obraz na ekranie stanie się wtedy nieostry. Wtedy wstawiamy badaną soczewkę w bieg promieni umieszczając ją w takiej odległości l od ekranu, żeby przywrócić ostrość obrazu. Odległość l będzie większa, niż przesunięcie d. Szukaną ogniskową f obliczamy z równania soczewki 1/f = 1/(d-l) + 1/l. Otrzymamy wartość ujemną, co wyraża rozpraszający charakter soczewki.

Wyjaśnienie

Odległość l jest odległością obrazu a wartość d-l jest odległością przedmiotu od soczewki. Odległość przedmiotu jest ujemna, bo wstawiliśmy soczewkę przed obserwowany początkowo obraz rzeczywisty, który stał się dla niej przedmiotem pozornym.

Wskazówki praktyczne

Choć idea pomiaru jest prosta, jego wykonanie wcale nie jest łatwe.

Aby wynik miał rozsądną dokładność, należy zadbać o prostopadłość ekranu i soczewki do kierunku biegu promieni (osi optycznej) oraz o przesunięcie ekranu wzdłuż tej osi, a także o takie wstawienie soczewki, żeby jej środek znalazł się na osi optycznej (poznamy to po tym, że obraz na ekranie nie przesunie się przy wstawieniu soczewki). Prostopadłość sprawdzimy obserwując odbicie światła od soczewki – powinno biec od niej z powrotem dokładnie wzdłuż promieni padających. Można to sprawdzić wstawiając w bieg promieni dodatkowy ekran z otworkiem na przejście wiązki światła. Prostopadłość ekranu sprawdzamy przykładając do niego lusterko lub szybkę i obserwując odbicie podobnie jak dla soczewki. Ekrany i soczewkę trzeba zamocować w sposób umożliwiający stabilne ustawienie tych elementów prostopadle do powierzchni stołu, na którym wykonujemy doświadczenie. Światło powinno biec równolegle do powierzchni stołu (na stałej wysokości nad nią), co osiągamy regulując odpowiednio (optycy mówią: justując) układ wytwarzający pierwszy obraz, a sprawdzamy obserwując, czy obraz nie przesuwa się na ekranie, kiedy go oddalamy. Dla ułatwienia dobrze jest narysować na ekranie na przykład krzyżyk na odpowiedniej wysokości.