LABORATORIO DI FISICA II
Modulo di Ottica
Esperienza n. 3: Misura dell’ingrandimento visuale
di una lente di ingrandimento e di un microscopio composto
Strumenti a disposizione:
a) righello
b) banco ottico con cavalieri
c) sorgente luminosa
d) oggetto di proiezione
e) schermo traslucido
f) lenti da 40/50, 40/100 e 75/150
Questa esperienza consiste nella misura degli ingrandimenti visuali di una lente convergente,
utilizzata come lente di ingrandimento, e di un microscopio composto. A questo scopo si utilizza un
modello d’occhio costituito da una lente 75/100 (cristallino) e dallo schermo (retina) per
visualizzare le immagini virtuali prodotte dagli strumenti e misurare gli angoli visuali.
Lente d’ingrandimento
qr-max
1) Scegliere un oggetto con un verso
qr-min
(affinché si possa determinare
Y
l’orientazione sua e dell’immagine) e
1
con dimensioni trasversali Y1 ( 2 cm)
r
Yr
tali che si possa ritenere valida
l’approssimazione di Gauss.
fcrist
d0
2) Misurare le dimensioni trasversali
qr
dell’oggetto e montarlo su un
cavaliere in corrispondenza dell’
origine della scala graduata sul banco
ottico, preoccupandosi che il piano dell’oggetto sia perpendicolare al banco ottico.
3) Disporre il cavaliere con il cristallino alla distanza di visione distinta d0 = 25 cm dall’oggetto. Il
piano della lente deve essere perpendicolare al banco ottico, i centri dell’oggetto e della lente
devono essere allineati con la loro congiungente parallela al banco ottico.
4) Montare la “retina” dalla parte opposta del cristallino rispetto all’oggetto.
5) Disporre la sorgente luminosa (per illuminare l’oggetto ed avere un’immagine brillante) obliqua
rispetto al banco ottico, affinché la luce non incida direttamente sulla lente, e abbastanza
distante dall’oggetto per evitarne il surriscaldamento e conseguente deformazione.
6) Misurare la distanza del cristallino dall’oggetto e dalla retina prendendo come riferimento il
bordo dei cavalieri su cui sono montati i vari oggetti.
7) Seguendo la procedura già vista per l’esperienza n. 2, determinare la distanza qr come media tra
qmin e qmax, le dimensioni Yr come media tra Yr-min e Yr-max e l’angolo visuale αr dell’immagine
retinica.
8) Montare sul banco ottico la lente 40/100 a una distanza dall’oggetto p < f 100 mm. In tal
modo la lente diventerà un oculare positivo, produrrà un’immagine virtuale e sarà utilizzata
come lente d’ingrandimento.
9) Porre il cristallino nel secondo fuoco della lente di ingrandimento.
10) Fissato p, raccogliere l’immagine sulla retina, misurarne al solito modo l’ascissa q2, le
dimensioni Y2 e l’angolo visuale β e ricavare l’ingrandimento visuale Gv β/αr.
11) Ripetere le operazioni del punto 10) al variare dell’ascissa p dell’oggetto allo scopo di ottenere
almeno 5 stime diverse dell’ingrandimento visuale.
Lente
d'ingrandimento
12) Tabulare i dati e riportare su
grafico Gv in funzione di p.
13) Stabilire se le diverse stime
di Gv sono compatibili tra di
loro e indipendenti da p.
14) Ricavare
una
stima
dell’ingrandimento visuale e
confrontarlo con il valore
previsto Gv = d0/f.
"cristallino"
"retina"
F2-oc
Y1
F1-oc
Microscopio composto
q
p
df
f
q2
a) Ripetere le operazioni dei
punti 1)-6) per un oggetto di dimensioni Z1 1 cm a causa delle limitazioni imposte dalla
pupilla d’uscita del microscopio.
b) Seguendo la procedura già vista nella prima parte, determinare la distanza tra cristallino e retina,
Qr, le dimensioni della nuova immagine retinica, Zr, ed il nuovo angolo visuale α’r con l’oggetto
alla distanza di visione distinta d0. Questo valore di Qr rappresenta la configurazione
dell’occhio accomodato ad una visione riposante.
c) Regolare la distanza cristallino-retina al valore Qr determinato al punto b); tale valore
corrisponde ad una visione “comoda” e non va più modificato. Si consiglia di posizionare la
“retina” ad una estremità del banco, successivamente il “cristallino” a distanza Qr e così via, gli
altri componenti.
d) Si realizzi un microscopio composto con tiraggio meccanico T = 35 cm e lunghezza ottica Δ =
20 cm. Montare la lente 40/100 che funge da oculare in maniera tale che il cristallino si trovi nel
suo punto focale. A 35 cm dall’oculare va montato l’obiettivo (lente 40/50) e, ad una distanza p
5 cm, l’oggetto.
e) Illuminare intensamente l’oggetto, compatibilmente con quanto detto al punto 5).
f) Lasciando fisso il microscopio, mettere “a fuoco” l’immagine retinica variando, molto
lentamente, (dato che la profondità di campo del microscopio è limitata) e sempre per valori p
fob, la distanza dell’oggetto dall’obiettivo fino ad ottenere un’immagine nitida sulla “retina”.
g) Misurare le dimensioni Z2 e, dato il valore già fissato di Qr, stimare l’angolo visuale βr
dell’immagine retinica.
h) Ricavare l’ingrandimento visuale del microscopio G’v = βr/α’r.
i) Confrontare il valore misurato con la previsione teorica: G’v = d0 Δ /(fob foc).
"cristallino"
obiettivo
oculare
F1-oc
F2-ob
Z1
Z2
r
F2-oc
F1-ob
"retina"
p
fob
foc
foc
Qr
Y2
LABORATORIO DI FISICA II
Modulo di Ottica
Esperienza n. 3:
Misura dell’ingrandimento visuale
di una lente di ingrandimento
Dipartimento di Fisica
e di un microscopio composto
"E. Pancini"
a.a.:_________ data:___________
Studenti PRESENTI:
Gruppo:_______
Valutazione
Mat.
Cognome
Nome
Università degli Studi di Napoli
"Federico II"
Lente d’ingrandimento:
Misura di Y1:_____________________
Misura di qr e Yr:
qr-min
qr-max
qr
qr
Yr-min
Yr-max
Yr
Yr
Stima di r:____________________________________________________________________
Misure di Gv al variare di p:
pp
qr-min
qr-max
qr qr
Yr-min
Yr-max
Yr Yr
Gv Gv
Microscopio composto – Misura di ’r:
Qr-max
Qr-min
Z1
'r
Misura di Z1:_______________
fcrist
d0
Misura di Qr e Zr:
Qr-min
Qr-max
Qr
Qr
Zr-min
Zr-max
Zr
Zr
Zr
Qr
Stima di ’r:_____________________________
Microscopio composto – Misura di r:
"cristallino"
obiettivo
oculare
F1-oc
F2-ob
Z1
Z2
r
F2-oc
F1-ob
"retina"
p
fob
foc
Misura di Z2:____________________________
Stima di r:______________________________
Stima di G’v:_____________________________
foc
Qr
