Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald / Institut für Physik Physikalisches Grundpraktikum

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1 Erst-Moritz-Art-Uivrsität Griswal / Istitut ür Physik Physikalischs Grupraktikum Praktikum ür Physikr Vrsuch O3: Brwitbstimmug vo Lis Nam: Vrsuchsgrupp: atum: Mitarbitr r Vrsuchsgrupp: l Vrsuchs-Nr: Augab Bstimm i ach vrschi Vrahr i Brwit vo optisch Lis Physikalisch chwrpukt s Vrsuchs Brchugsgstz Vrlau ausgzichtr trahl bi r Brchug a ammllis Bilkostruktio Lisglichug Bschribug r Vorghswis ach vrschi Vrahr RENELlis Vrsuchsablau Mssug Mss i ür i Lis Nr ür zh vrschi Ggstaswit g i zughörig Bilwit b Erass i i Wrt i ir Tabll Mss i ür i Lis Nr ür ü vrschi Ggstaswit g i zughörig Bilwit b Erass i i Wrt i ir Tabll 3 Mss i ach m BEELsch Vrahr i Abstä u r Lis Nr zur Bstimmug r Brwit Gb i abi zh vrschi Abstä vor Mss i ach m Bsslsch Vrahr i Abstä u r Kombiatio aus Lis Nr u Nr5 Gb i ü vrschi Abstä vor Brchug u Auswrtug Bstimm i rchrisch mittls r Lisglichug i Brwit r Lis Nr Ergäz i azu i Tabll Ermittl i mit r graisch Bstimmug i Brwit isr Lis [vrgl Abb 5] Brch i i Vrtrausgrz r Brwit Trag i u g b übr g+ b au u bstimm i utr Awug vo Gl3 mit r Brwit itisch Astig r Rgrssiosgra graisch Brch i mit r Lisglichug i Brwit r Lis Nr Gb i as Ergbis mit r Vrtrausgrz a 3 Brch i mit m Bsslsch Vrahr i Brwit r Lis Nr Vrglich i i Ergbiss mit utr Brch i hlr Δ ach m hlrortplazugsgstz partill Ablitug azu im Ahag Brch i mit m Bsslsch Vrahr i Brwit r Liskombiatio Nr u Nr5 Gb i as Ergbis mit r Vrtrausgrz a Brch i ach Gl6 u 7 i Brwit r Lis Nr5 Utrsuch i mit Hil m hlrortplazugsgstz wlchr Msshlr Δ Δ or Δ thortisch größt Eiluss au i Mssusichrhit vo hat h wlch r partill Ablitug im kokrt all größt Wrt bsitzt i tsprch Glichug i i im Ahag

2 Bstimmug r Brwit vo Lis ast all optisch Grät wi Kamras rrohr u Mikroskop bsth aus Lis r wichtigst Kgröß i Brwit ist h r Absta zwisch Lismittlpukt u Brpukt Paralll Lichtstrahl wr vo ir Lis i ihrm Brpukt gbült Im vorlig Vrsuch soll i Brwit vo ri Lis mit utrschilich Mtho bstimmt wr Physikalisch Grulag Trit i Lichtstrahl au i Grz zwir utrschilichr optischr Mi so rährt r i Richtugsärug is Tatsach bruht au m brits im 7 Jahrhurt vo llius bschrib Brchugsgstz aach gilt zb ür trahlgag urch i Prisma Abb: Mium Brchugsix siα siβ Mium Mium siγ siδ Mium Mium α Mium Mium β γ δ Mium Abb Lichtbrchug a im Prisma Abb Wirkugswis ir Lis I ism usammhag si ri ausgzicht Ei- bzw Austrittsrichtug r Lichtstrahl h Vrlau vo Paralll- Brpukt- u Mittlpuktstrahl vo Butug Abb [] Abb Vrlau vo Mittlpukt- a Paralll- b Brpuktstrahl c a ir ammlu rstruugslis

3 Ei Lis bsitzt zu bi it i Brpukt u r Absta zwisch Lismittlpukt u Brpukt wir als Brwit bzicht Paralllstrahl brit sich paralll zur optisch Achs aus i wr vo ir ammllis so gbroch ass si hitr r Lis im Brpukt zusammlau Abb Bi rstruugslis higg lau i Paralllstrahl hitr r Lis so witr ass ihr rückwärtig Vrlägrug urch Brpukt vrlau Abb All trahl i urch Brpukt ir ammllis trt hiß Brpuktstrahl u wr hitr r Lis zu Paralllstrahl Abbc Im Ggsatz azu vrlau bi rstruugslis i rückwärtig Vrlägrug r Brpuktstrahl urch Brpukt Abbc Ei Lichtstrahl r urch Mittlpukt r Lis vrläut wir schlißlich als Mittlpuktstrahl bzicht isr rährt wr bi ü amml- och rstruugslis i wstlich Ablkug Abba Bkatlich ka mit ir Lis as Bil is Ggstas rzugt u mit im chirm sichtbar gmacht wr Bi r Bilkostruktio müsst ma aus r Mg r vo jm Pukt s Ggstas ausgh trahl i Paralll- Mittlpukts- u Brpuktstrahl auswähl u r Vrlau zich Wählt ma als Ggsta joch i Pil u lgt ss ußpukt au i optisch Achs so ist avo auszugh ass sich auch r ußpukt s Bils au r optisch Achs bit ahr gügt s alli i Pilspitz als rprästativ Pukt s Ggstas auszuwähl u ss zughörig Bilpukt zu kostruir Abb3 Abb 3 chmatisch arstllug r Biltsthug a ir ammllis a b c u rstruugslis Bi r Bilkostruktio utrschit ma zwisch rll u virtull Bilr Ei rlls Bil tstht ort wo sich i vom Ggsta ausgh Lichtstrahl schi Abb3ab Es ist au im chirm hitr r Lis arstllbar Virtull Bilr schibar Bilr ka ma higg ur augru r zusätzlich Liswirkug s Augs sh i rschi als chittpukt vo rückwärtig Vrlägrug r i as Aug tr- 3

4 trahl u wr shalb au rjig it r Lis wahrgomm au r sich r Ggsta bit Abb3c Aus Abb3 olg iig wstlich Charaktristika: Ist i Ggstaswit größr als i opplt Brwit so tstht i vrklirts umgkhrts rlls Bil Abb3a Ei Ggsta zwisch iachr u oppltr Brwit hat i vrgrößrts umgkhrts rlls Bil zur olg Abb3b Bit sich r Ggsta irhalb r iach Brwit ir ammllis so tstht i vrgrößrts virtulls Bil mit glichr Oritirug wi r Ggsta Abb3c Ei rstruugslis twirt schlißlich uabhägig vo r Ggstaswit i vrklirts virtulls Bil as i glich Oritirug wi r Ggsta hat Abb3 as ustakomm is rll Bils mittls ir ammllis wir i Abb mostrirt Abb Bilrzugug mit ir Lis Als Ggsta it i bluchttr Buchstab ss Bil mit im chirm augag wir Eiach gomtrisch Übrlgug Vrglich ählichr rick ühr au i Bzihug G g B b G Ggstasgröß g Ggstaswit B Bilgröß b Bilwit Utr Vrwug isr Glichug olgt i witrr wichtigr usammhag zwisch Ggstas- Bil- u Brwit r auch als Lisglichug [] bkat ist: g b + g b g + b i g u b bkat so rlaubt Gl i Brchug r Lisbrwit Wir Gl arrsits i r orm

5 g b g + b 3 argstllt so tspricht is ir liar Bzihug zwisch m Proukt g b u r umm g + b i im all vo mhrr Wrtpaar g i b i zu ir Rgrssiosgra ührt aus r Astig i Brwit umittlbar bstimmt wr ka Ei witr Mtho zur Bstimmug r Brwit bstht ari vrschi Ggstaswit g i au r x-achs u i tsprch Bilwit b i au r y-achs is Kooriatsystms auzutrag Vrbit ma i jwils zusammghörig Pukt mit ir Gra so gilt ür is i Bzihug y bi y x x + bi y x 0 bi y x gi g i 0 Utr Eibzihug r Lisglichug Gl it ma ach gigtr Umormug y x y x g i g i x as butt ass all au is Wis kostruirt Gra i gmisam chittpukt mit Kooriat x u y hab ss graisch Ermittlug x umittlbar au i gsucht Brwit Abb 5 Graisch Bstimmug r Brwit ührt Abb5 Bi Achs hab glich Maßstab i Gültigkit vo Gl blibt auch a bsth w Ggstas- u Bilwit vrtauscht wr a g b b g u g + b b + g as butt ass s ür j zwisch Ggsta u chirm ggb Absta gau zwi Lispositio gibt bi i schars Bil au m chirm tstht Abb 6 5 Abb 6 Biltsthug bi zwi vrschi Lispositio - Vrahr ach Bssl 5

6 Aus ism Gru ist s möglich i Lisglichug urch Eiührug vo zwi u Variabl umzuorm Vrahr ach Bssl []: b + g u b g I ism usammhag ist r Absta zwisch Ggsta u chirm u r Absta r bi Lispositio bi schar Bilr rzugt wr kö Wr zwi Lis zu im Lissystm zusammgstzt so ka i rsultir Brwit s ystms aus Brwit r bi izl Lis brcht wr Im vorlig Vrsuch ist zb i ammllis mit ir rstruugslis zu kombiir I ism all gilt r usammhag + - Brwit s Lissystms - Brwit r ammllis - Brwit r rstruugslis - Absta zwisch bi Lis i i Brwit s Lissystms u r ammllis zb mit ir r ob bschrib Mtho bstimmt wor so ist s möglich i Brwit r rstruugslis mittls Gl6 zu brch i Umstllug vo Gl7 rgibt I ism Vrsuch si i Brwit r i Abb 5 argstllt Lis zu bstimm Abb 5 L u L: ammllis L5: rstruugslis ist mit L zu im Lissystm zu kombiir Bim usammstz vo L u L5 zu im Lissystm ist arau zu acht ass sich i augklbt rot Pukt zwisch bi Lis bi! 6

7 Litratur: [] ILBERG: Physikalischs Praktikum BG Tubr Vrlagsgsllschat 99 [] WALCHER: Praktikum r Physik BG Tubr Vrlagsgsllschat 989 Ahag: Partill Ablitug: Gl 6 + Gl 8 7