Zadanie 12. Matura CKE Maj 2015

Zadanie 12. (0–4)
Ogniskową $f$ układu dwóch cienkich i przylegających do siebie soczewek można obliczyć ze wzoru
$$\dfrac{1}{f} = \dfrac{1}{f_1} + \dfrac{1}{f_2}$$
gdzie $f_1$ i $f_2$ są ogniskowymi poszczególnych soczewek.
Masz do dyspozycji małe źródło światła (np. świeczkę), ekran, linijkę i dwie soczewki – skupiającą i rozpraszającą. Ogniskowa soczewki skupiającej jest nieznana, ale mniejsza niż bezwzględna wartość ogniskowej soczewki rozpraszającej. Ekran i soczewki są wyposażone w odpowiednie statywy.
Opisz metodę wyznaczenia ogniskowej soczewki rozpraszającej, wykorzystującą podany wzór. Narysuj użyty układ doświadczalny i przedstaw kolejne czynności wybrane spośród podanych niżej. Czynności opisane w punktach e)−h) mogą być powtarzane.
a) Ustawienie świeczki, soczewki skupiającej i ekranu w taki sposób, aby na ekranie powstał ostry obraz świeczki.
b) Ustawienie świeczki, soczewki rozpraszającej i ekranu w taki sposób, aby na ekranie powstał ostry obraz świeczki.
c) Ustawienie świeczki, obu soczewek tuż obok siebie i ekranu w taki sposób, aby na ekranie powstał ostry obraz świeczki.
d) Pomiar średnicy każdej z soczewek.
e) Pomiar wielkości obrazu płomienia na ekranie.
f) Pomiar odległości świeczki od soczewki (lub od zestawu soczewek).
g) Pomiar odległości ekranu od soczewki (lub od zestawu soczewek).
h) Zastosowanie wzoru $\dfrac{1}{f} = \dfrac{1}{x} + \dfrac{1}{y}$.
i) Przekształcenie wzoru $\dfrac{1}{f} = \dfrac{1}{f_1} + \dfrac{1}{f_2}$ i obliczenie ogniskowej soczewki rozpraszającej.