HTA Chur: Abteilung Telecom: Physik: Praktikum
Es soll der Abbildungsmasstab des Objektivs, die Objektivvergrösserung und die Gesamtvergrösserung bestimmt werden. Weiters soll die Auflösung des Mikroskops bei Tageslicht ermittelt werden. Die Längenmessung mit dem Mikroskop und die Ermittlung des Brechungsindex von festen Stoffen zeigt eine praktische Verwendung für das Mikroskop.
Die meisten Teilexperimente benützen die einfachen Abbildungsgesetzen der geometrischen Optik. Bei der Bestimmung der numerischen Apertur (Auflösungsvermögen) wird auf die Ergebnisse der Wellenoptik zurückgegriffen.
Das Mikroskop ist ein optisches System, bestehend aus Objektiv und Okular, wobei diese Komponenten in der Regel als mehrlinsige Systeme aufgebaut sind. Für Längenmessungen mit dem Mikroskop braucht man die Vergrösserung des gesamten Systems. Das Auflösungsvermögen ist mit der verwendeten Lichtart gekoppelt. Je kürzer die Wellenlänge, umso grösser ist das Auflösungsvermögen. Grösseres Auflösungsvermögen als mit Lichtmikroskopen erzielt man mit dem Elektronenmikroskop.
Theorie:
Geometrische Optik, Optische Instrumente, Interferenz, Beugung
Literatur:
Lehrbuch: Gerthsen 10.2.7 Physikalisches Praktikum: Westphal S. 128 ff.,
Walcher S. 144 ff.
Geräte:
Mikroskop Olympus
Objektive 1 : 4, 1 : 10, 1 : 40, 1 : 100
1 Okular 10x, mit Skala
1 runde Mattscheibe
1 Objektmassstab (2 mm)
1 Glasplatte als Träger
Proben für Längenmessung
Proben für Brechungsindex
Es soll die Dispersionskurve eines Prismas gemessen werden. Mit dieser Kurve kann dann die Wellenlänge weiterer Spektrallinien bestimmt werden. Als Nebenprodukt wird der Brechungsindex des Prismenmaterials bei bestimmter Wellenlänge berechnet.
Die Messungen werden mit einem Spektrometer vorgenommen. Dabei wird jeweils der minimale Ablenkungswinkel beim Durchgang eines Lichtstrahls durch das Prisma ermittelt.
Das Spektrometer muss vor den Messungen sehr sorgfältig und genau justiert werden. Der Justiervorgang ist zwar etwas langwierig, für genaue Resultate ist er aber unentbehrlich.
Theorie:
Optik
Literatur:
Physikalisches Praktikum: Ilberg S. 375 ff., Walcher S. 152 ff.
Geräte:
1 Spektrometer komplett
1 Glasprisma
1 Quecksilberdampflampe
1 Ne-Spektrallampe
1 Na-Spektrallampe
1 Drossel für Quecksilberdampflampe und Spektrallampen
Mit verschiedenen Methoden soll die Brennweite von dünnen und dicken Linsen wie auch von Linsensystemen bestimmt werden.
Als Methoden werden die Autokollimation und die Bestimmung der Brennweite mit der Linsengleichung aus Gegenstandsweite und Bildweite (Besselverfahren) verwendet.
Bei dünnen Linsen kann auf die Einführung von Hauptebenen verzichtet werden. Bei dicken Linsen und auch bei Linsensystemen ist dies jedoch nicht mehr möglich. In den Experimenten mit dicken Linsen und Linsensystemen werden deshalb auch die Lagen der Hauptebenen bestimmt.
Theorie:
Optik: Reflexion und Brechung, Abbildung durch Linsen, Linsenfehler
Literatur:
Lehrbuch: Metzler S. 288 ff., Westphal S. 446 ff., Pohl: Optik und Atomphysik,
Hering S. 402 ff. Physikalisches Praktikum: Walcher S. 144 ff., Westphal
S. 110 ff., Becker S. 120 ff.
Geräte:
1 optische Bank (Zeissprofil)
1 Lampe
1 Satz Linsen (mit Fassung auf Stiel)
1 Objektiv (Diaprojektor)
1 Planspiegel