Scuola Estiva di Fisica Genova 2006 Banco Ottico L.Faè Scuola Estiva di Fisica Genova 2006

Primo esperimento proposto Utilizzare una lente convergente per proiettare su uno schermo l’immagine di una freccia luminosa. Misurare la distanza lente–freccia e la distanza lente–immagine. Ricavare il valore della lunghezza focale utilizzando la formula delle lenti sottili. p q

Formula per le lenti sottili Se p rappresenta la distanza dell’oggetto dalla lente l’immagine verrà formata ad una distanza q data da La distanza f è detta distanza focale della lente e dipende dal materiale di cui è costituita la lente e dalla geometria della lente stessa.

Operazioni preliminari Si può valutare approssimativamente il valore della distanza focale della lente ponendo la freccia molto lontana dalla lente (può essere considerata una sorgente posta a distanza infinita e i suoi raggi convergono nel fuoco della lente) Per ottenere un’immagine reale sullo schermo, la distanza tra freccia e lente non può essere inferiore alla distanza focale così valutata.

Procedimento Fissato questo riferimento, avviciniamo la lente alla sorgente partendo da una posizione prossima a quella dello schermo fino ad ottenere una immagine nitida e misuriamo p e q Cambiando posizione allo schermo ripetiamo l’operazione in modo da raccogliere su una tabella diverse coppie di p e q da elaborare per ottenere Con questi valori di f possiamo quindi calcolare il valore medio della lunghezza focale e dalla dispersione dei valori l’incertezza della misura.

Secondo esperimento proposto Trovare sperimentalmente la lunghezza focale ftot di un sistema formato da una lente convergente e da una divergente ponendo le due lenti sul banco ottico a contatto fra loro e ripetendo le stesse operazioni di misura e registrazione dati. Si può quindi calcolare la lunghezza focale della lente divergente: da cui

Misura dell’ingrandimento di una lente d’ingrandimento Scegliere un oggetto che abbia un verso e di dimensioni trasversali di circa 1cm (una penna), misurarlo e montarlo sul banco ottico preoccupandosi che il piano dell’oggetto sia perpendicolare al banco ottico Disporre la sorgente luminosa per illuminare l’oggetto obliqua rispetto al banco ottico abbastanza lontano dall’oggetto da non surriscaldarlo Montare sul banco ottico la lente convergente a una distanza dall’oggetto p < f =10 cm In tal modo la lente diverrà oculare positivo, sarà utilizzata come lente d’ingrandimento e produrrà un’immagine virtuale diritta ingrandita dell’oggetto osservabile dall’occhio, posto nel secondo fuoco della lente

Microscopio semplice o lente d’ingrandimento q F

Misura dell’ingrandimento di un Microscopio Composto Ripetere le prime due operazioni per la lente d’ingrandimento. Montare a una distanza p ≥ 5 cm dall’oggetto una lente con f = 5 cm come obiettivo e a 35 cm da quest’ultima una lente con f = 10 cm che funge da oculare. Si realizza così un microscopio composto con lunghezza ottica  = 20 cm. Lasciando fisso il microscopio, variare lentamente p mantenendolo sempre appena maggiore di fob fino ad ottenere nitida un’immagine virtuale ingrandita capovolta rispetto all’oggetto.

Microscopio Composto F1 F2 Obiettivo Oculare 

Microscopio Composto

Cannocchiale Astronomico Kepleriano È costituito da due sole lenti convergenti una con funzione di obiettivo con distanza focale molto grande (circa 50 cm) e l’altra di oculare con distanza focale dell’ordine di alcuni cm. La distanza fra le due lenti è uguale alla somma delle loro distanze focali. L’obiettivo forma dell’oggetto molto lontano un’immagine reale e capovolta che si forma praticamente nel fuoco. L’oculare è una lente convergente di corta focale disposta in modo da formare dell’immagine reale dell’obiettivo un’immagine virtuale alla distanza di visione distinta.

Cannocchiale Astronomico Kepleriano F1 =F2 F2 Obiettivo Oculare incidente uscente

Cannocchiale Terrestre Il cannocchiale astronomico fornisce immagini rovesciate. Questo inconveniente è eliminabile: con l’inserimento tra l’obiettivo e l’oculare di una terza lente convergente raddrizzatrice. utilizzando un oculare divergente disposto tra il fuoco dell’obiettivo e l’obiettivo stesso (cannocchiale Galileiano). Il cannocchiale Galileiano risulta più corto di quello astronomico. F1=F2 F2 F1 Obiettivo Oculare