Instytut Fizyki Politechniki Wrocławskiej	Laboratorium Fizyki Ogólnej CII Ćw. nr: 78 Temat: Badanie układów teleskopowych.
Wydział:M.-E rok 1	Data: 31.03.2000	Ocena:

1. OPIS TEORETYCZNY.

Dwa układy optyczne umieszczone na wspólnej osi tak, że ognisko obrazowe pierwszego układu pokrywa się z ogniskiem przedmiotowym drugiego, są układem bezogniskowym czyli teleskopowym. Wiązka promieni równoległych do osi optycznej po przejściu przez taki układ pozostaje wiązką równoległą. Realizacją układów teleskopowych są lunety służące do oglądania bardzo odległych przedmiotów. Oczywiście w przypadku obserwacji przedmiotów z małych odległości wewnętrzne ogniska obu układów optycznych lunety nie pokrywają się i teleskopowość takiego układu jest naruszona. Ze względu na ograniczoną przestrzeń, jaka jest do dyspozycji w pracowni, lunety będziemy badać przede wszystkim dla skończonych odległości przedmiotów.

Rozróżniamy dwa zasadnicze typy lunet:

astronomiczną, zwaną lunetą Keplera,

ziemską, luneta Galileusza.

Luneta Galileusza składa się z dwóch układów soczewek: skupiającego obiektywu i rozpraszającego okular. Daje ona ostatecznie obraz prosty, więc nadaje się do obserwacji przedmiotów znajdujących się na ziemi. Luneta ziemska ma małą długość i ze względu na abberację układu optycznego daje niewielkie powiększenie, najwyżej sześciokrotne. Układy Galileusza stosuje się przede wszystkim w najprostszych lornetkach teatralnych.

Luneta Keplera składa się z dwóch skupiających układów soczewek: obiektywu i okularu. Obiektyw wytwarza w swej obrazowej płaszczyźnie ogniskowej rzeczywisty obraz bardzo odległego przedmiotu. Obraz ten jest przedmiotem dla okularu, który następnie odwzorowuje go w nieskończoności. Luneta Keplera jest lunetą astronomiczną, ponieważ daje ostatecznie obrazy odwrócone, a podczas obserwacji ciał niebieskich nie stanowi to przeszkody.

2. PRZEBIEG ĆWICZENIA.

1. Pomiar powiększenia modelu lunety.

2. Pomiar zdolności rozdzielczej oka uzbrojonego w lunetę zestawioną.

3. Pomiar zdolności rozdzielczej oka nieuzbrojonego.

4. Pomiar powiększenia lunety skorygowanej za pomocą łaty.

5. Pomiar kąta widzenia lunety skorygowanej.

3. POMIAR POWIĘKSZENIA MODELU LUNETY.

Stolik z zestawioną lunetą ustawić w odległości 6m od testu rozdzielczego i przesuwając okular oraz płytkę ogniskową ustawić lunetę na ostre widzenie testu i krzyża płytki ogniskowej. Przy zmianie położenia oka obrazy krzyża na płytce ogniskowej i testu nie powinny się przemieszczać względem siebie. Zmierzyć:

b - odległość obiektywu od płytki ogniskowej,

- odległość okularu od płytki ogniskowej.

Zmienić położenie dwóch elementów lunety i ponownie ustawić ją na ostre widzenie, a następnie wykonać pomiary jak wyżej.

Po trzykrotnym zmierzeniu b i obliczyć powiększenie lunety na podstawie wartości średnich.

TABELA POMIAROWA

L.P	b	Δb	Δ	ΔΔ
	mm	mm	mm	mm
1	317	3,0	43	0,0
2	324	4,0	41	2,0
3	319	1,0	45	2,0
Wartości średnie:
	320	3,0	43	2,0

WZORY:

OBLICZENIA:

Ostatecznie: p=7,5±0,5

4. POMIAR ZDOLNOŚCI ROZDZIELCZEJ OKA UZBROJONEGO W LUNETĘ ZESTAWIONĄ.

Obserwując z odległości 6m test przez lunetę znaleźć numer segmentu, na którym można jeszcze rozróżnić poszczególne linie. Dla danego segmentu odczytać z tabeli liczbę k, oznaczającą liczbę rozdzielonych linii na 1mm . Odległość d [mm] między liniami jest odwrotnością liczby k.

TABELA POMIAROWA

Nr segmentu	k	d	a
	[1/mm]	[mm]	[m]
11	5,523	0,182	6

WZORY:

OBLICZENIA:

5. POMIAR ROZDZIELCZOŚCI OKA NIEUZBROJONEGO.

Obserwując z odległości 1m okiem nieuzbrojonym test znaleźć numer segmentu, na którym można jeszcze rozróżnić poszczególne linie. Dla danego segmentu odczytać z tabeli liczbę k, oznaczającą liczbę rozdzielonych linii na 1mm . Odległość d [mm] między liniami jest odwrotnością liczby k.

TABELA POMIAROWA

Nr segmentu	k	d	a
	[1/mm]	[mm]	[m]
11	5,523	0,182	1

WZORY:

OBLICZENIA:

6. POMIAR POWIĘKSZENIA LUNETY SKORYGOWANEJ ZA POMOCĄ ŁATY

W odległości 6m od łaty ustawić na stoliku znajdującą się na statywie i obudowaną lunetę skorygowaną. Na obiektyw lunety nałożyć przysłonę. Lunetę nastawić na ostre widzenie obrazu łaty. Obserwując jednocześnie łatę jednym okiem bezpośrednio, a drugim przez lunetę, zmierzyć liczbę N pasków widzianych przez lunetę, przypadającą na wybraną liczbę n pasków obserwowanych bezpośrednio.

TABELA POMIAROWA

n	N	p
77	31	2,5

WZORY:

OBLICZENIA:

7. POMIAR KĄTA POLA WIDZENIA LUNETY SKORYGOWANEJ.

Na obiektyw lunety skorygowanej nałożyć przysłonę. Ustawić lunetę w odległości a=6m na ostre widzenie łaty. Policzyć liczbę N' wszystkich działek widocznych w polu widzenia lunety. Zmierzyć szerokość W jednej działki na łacie.

TABELA POMIAROWA

L.P	a	N	h	2α
	[m]		[mm]	[rad]	[°]
1	6	32	10	0,05	3,7
2	5	25	10	0,05	2,9
3	4	13	10	0,03	1,9

WZORY:

PRZYKŁADOWE OBLICZENIA:

8. UWAGI I WNIOSKI.

Na podstawie przeprowadzonego ćwiczenia wynika, że powiększenie modelu lunety użytego w doświadczeniu wynosi 7,5±0,5. Zdolność rozdzielcza lunety zestawionej wynosi ok.1,8∗10^{-3 o}, zaś oka nieuzbrojonego ok.0,01⁰. Powiększenie lunety skorygowanej mierzone za pomocą łaty wyniosło 2,5. Z przeprowadzonych obliczeń wynika, że kąt pola widzenia lunety skorygowanej zależy od jej odległości od obserwowanego przedmiotu. Dyskusja wyników i błędów doświadczenia jest praktycznie niemożliwa ze względu na subiektywny charakter przeprowadzonego doświadczenia. Na błędy mogły wpływać różne czynniki, min duża ilość ludzi utrudniających pomiary poprzez przechodzenie w polu widzenia lunety. Uzyskane rezultaty można uznać za zbliżone do rzeczywistych.

1

1

---