Positieve lens

Practicum 5.6 De proef met de positieve lens Inleiding: - Onderzoeksvragen Hoe vindt een reële afbeelding plaats? Welk verband bestaat ertussen  f, v en b? Hoe nauwkeurig is f te bepalen? - Hoe gaan we de proef verwezenlijken: We gaan eerst zoeken of er een afbeelding op het scherm komt, zo ja dat is het een reeel beeld Als we dit gedaan hebben gaan we scherpe beelden zoeken, en meten we de voorwerpafstand en de beeldafstand die bij dat beeld hoort, als we dat bij enkele gedaan hebben kijken we of er een constant getal uit komt. ( 1/ brandpuntafstand). Zo ja, dan gaan we kijken wat er met de v en
b gebeurt als je bijvoorbeeld omdraait. We zullen f  op 3 manieren benaderen, d.m.v berekenen, meten en constructie en dan kijken welke de meest nauwkeurige uitkomst biedt Experimenten: - Benodigdheden: 1. Positieve lens ( f = 10 cm) 2. Dia- en Lenshouder 3. Lichtbron 4. Transformator 5. Meetlat 6. Scherm 7. Dia ( met pijl) - Uitvoering: Toen we alle benodigdheden hadden gehaald gingen we eerst de f van de lens bepalen Nadat we dat gedaan hebben zetten we de het scherm 6 x f van de dia af. Toen gingen we scherpe afbeeldingen maken door met de lens te schuiven, we zoeken verschillende afstanden met hun vergrote en verkleinde afbeeldingen. We zochten voor v om de 5 cm een scherp beeld, hierbij moest het scherm soms wel eens een klein stukje verplaatst worden. En schreven de waarden op die we voor b en
v vonden Als we dat gedaan hebben gaan we de afstand bepalen van v + b waarbij de vergroting 1,00 x is. Ten slotte dekten we de lens deels af, en keken op het schermpje wat er gebeurde. In de proef hebben we afstanden van b en v gemeten ( met de meetonzekerheid) en in de lenzenformule gezet, hiermee konden we f berekenen, hier kwam steeds ongeveer 10 cm uit - Uitvoering Tabel 1 Hierin staan de gegevens die we bij 1 moesten uitvoeren v (cm) b (cm) f  (cm) 63,0  0,1 12,0  0,1 12,0  0,1 * * We gingen er vanuit dat het beeld in het brandvlak werd gevormd, dus dit betekent b = f Tabel 2  Hierin staan de scherpe beelden die we hebben verkregen bij een afstand van 6 x  f  dit is ongeveer 70 cm v (cm) b (cm) N vergroot / verkleind rechtop / omgekeerd 60,0  0,1 11,9  0,1 verkleind omgekeerd 55,0  0,1 12,3  0,1 verkleind omgekeerd 50,0  0,1 12,6  0,1 verkleind omgekeerd 11,9  0,1 60,0  0,1 vergroot omgekeerd 12,3  0,1 55,0  0,1 vergroot omgekeerd 12,6  0,1 50,0  0,1 vergroot omgekeerd Tabel 3  Hierin staat de afstand
v + b waarbij de vergroting v (cm) b (cm) N ( aantal x ) 20,0  0,1 20,3  0,1 0,99 x -Waarnemingen - Uit elke berekening die we met de lenzenformule maakte kwam steeds ongeveer 10 cm - De afbeeldingen waren allemaal reeël - De beelden waren allemaal omgedraaid - Als je de lens half afdekte werd de lichtsterkte kleiner, toch bleef het hele beeld zichtbaar. -Uitwerkingen - Berekeningen Bij  tabel 2  ga ik de brandpuntafstanden berekenen met de formule  1/v + 1/b = 1/f. v (cm) b (cm) f (cm) 60,0  0,1 11,9  0,1 9,9  0,1 55,0  0,1 12,3  0,1 10,1  0,1 50,0  0,1 12,6  0,1 10,1  0,1 11,9  0,1 60,0  0,1 9,9  0,1 12,3  0,1 55,0  0,1 10,1  0,1 12,6  0,1 50,0  0,1 10,1  0,1 - Constructies 1. Dit is de constructie waarbij we de
f moesten meten. f = 12,0 0,1 cm 2.  Dit zijn de constructies die een scherp beeld gaven bij ongeveer 6 x f , te beginnen met de vergroting  met de bijbehorende verkleiningen. 1. Dit zijn de constructies met v = 60,0 cm en b =11,9 cm en omgekeerd. 2. Dit zijn constructies  van v = 55 cm en b = 12,3 cm en omgekeerd. 3. Dit zijn de constructies bij v = 50 cm en b = 12,6 cm en omgekeerd. 4. In deze constructie laten we zien wat er gebeurt als de lens gedeeltelijk is afgedekt. - Verklaringen op de waarnemingen 1. De brandpuntafstand van de lens was 10 cm, dit stond ook op de doos 2. Dit kwam doordat het voorwerp ( dia ) niet tussen de brandpunten van de lens stond. 3. Een lens draait het licht van een voorwerp om, en vormt dus een beeld dat omgekeerd staat     (dit geldt alleen als er 1 lens is) 4. Er valt minder licht door de lens, dit weinige licht moet over de hele afbeelding verspreid                   worden zodat de lichtsterke zwakker wordt.     Toch ontstond er een goed beeld omdat er toch nog genoeg stralen bij elkaar kwamen op                het scherm. Conclusie: A.  -Een reële afbeelding vindt plaats wanneer het voorwerp niet tussen de brandpunten van        een lens ligt en kan op een scherm worden opgevangen.        Deze afbeeldingen kunnen vergroot en verkleind zijn en zijn omgekeerd wanneer er 1        positieve lens is.      - Het verband tussen
v, b  en f  kan je schrijven in de lenzenformule        Als de brandpuntafstand eigenlijk vast (zoals in ons geval ) staat is het verband tussen v en        b omgekeerd evenredig       We hebben op 3 manieren de f gevonden, - Door  hem op te meten. - Door hem te berekenen  met de lenzenformule - Door middel van constructie bepaalt.           De f  berekenen d.m.v  de lenzenformule is het nauwkeurigst, omdat je dan de kleinste           meetonzekerheid hebt, namelijk alleen van de lengte van de v en de
b.           f  is in ons geval 10,0  0,1 cm.           Toch kwamen de uitkomsten goed met elkaar overeen.           Uit de meting kwam f = 12,0 cm  0,1 cm en uit de constructie kwam ook steeds           ongeveer 10 cm     B.  - Volgens de theorie klopt het, want er staat dat je een reeel beeld op een scherm achter de                              lens kunt "vangen".           - Volgens de theorie kan je het verband tussen v, b en f zetten in de lenzenformule:              1/v + 1/
b = 1/f.           - Dat de uitkomst 10,0  0,1 cm is komt heel mooi uit want op de doos stond  "f = 10 cm"      C.     Al de verwachtingen kwamen overeen met het resultaat      D.     De "grootste" fouten die we hebben gemaakt zijn meetfouten, deze fouten hebben we er                 zo goed mogelijk uitgehaald door de meetonzekerheid te gebruiken.     E.     Deze  meetfouten hebben we vooral gemaakt bij het aflezen van de voorwerpsafsand              en de beeldafstand met het liniaal.     F.      Deze fouten hadden eigenlijk niet echt consequenties voor de uitkomst van het                    experiment.                 G.      Ik denk dat dit de beste manier is omdat je met de meetonzekerheid eigenlijk die kleine               meetfoutjes eruit zeeft.