LABORATORIO DI FISICA II Modulo di Ottica Esperienza n. 3
annuncio pubblicitario
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
