"**Detaillierte Hinweise zur Durchführung der Versuche finden Sie in der Datei [Geometrische_Optik_Hinweise.ipynb](https://gitlab.kit.edu/kit/etp-lehre/p1-praktikum/students/-/blob/main/Geometrische_Optik/Geometrische_Optik_Hinweise.ipynb)**"
]
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"## Aufgabe 1: Bestimmung der Brennweite $f$ einer einzelnen Linse"
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"### Aufgabe 1.1: Bestimmung von $f$\n",
"\n",
" * Bestimmen Sie, mit Hilfe eines Maßstabs und eines Schirms, die **Brennweite $f$ einer dünne Sammellinse**, die Sie aus dem Ihnen zur Verfügung stehenden Sortiment auswählen können. \n",
" * Fertigen Sie zur Vorbereitung einen **Strahlengang (einschließlich Lichtquelle)** an und fügen Sie diesen Ihrer Auswertung bei. \n",
" * Beantworten Sie in Ihrer Auswertung die folgende Frage: Wie ist sicher gestellt, dass die einfallenden Strahlen der Lichtquelle parallel in die Linse einfallen?\n",
"\n",
"---"
]
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"**V E R S U C H S B E S C H R E I B U N G**\n",
"\n",
"*Fügen Sie Ihre Versuchsbeschreibung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.* \n",
"\n",
"---"
]
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"source": [
"**L Ö S U N G**\n",
"\n",
"*Fügen Sie numerische Berechnungen zur Lösung dieser Aufgabe hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument. Um Code-Fragmente und Skripte in [Python](https://www.python.org/), sowie ggf. bildliche Darstellungen direkt ins [Jupyter notebook](https://jupyter.org/) einzubinden verwandeln Sie diese Zelle in eine Code-Zelle. Fügen Sie ggf. weitere Code-Zellen zu.* \n",
"\n",
"---"
]
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"source": [
"**D I S K U S S I O N**\n",
"\n",
"*Fügen Sie eine abschließende Diskussion und Bewertung Ihrer Lösung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.* \n",
"\n",
"---"
]
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"### Aufgabe 1.2: Bestimmung von $f$ mit Hilfe des [Bessel-Verfahrens](https://de.wikipedia.org/wiki/Bessel-Verfahren)\n",
"\n",
" * **Bestimmen Sie $f$ der gleichen Linse** mit Hilfe des [Bessel-Verfahrens](https://de.wikipedia.org/wiki/Bessel-Verfahren). \n",
" * Beantworten Sie in Ihrer Auswertung die **folgenden Fragen**: \n",
" * Warum muss der Abstsand zwischen Gegenstand G und Schirm S $a>4\\,f$ sein? \n",
" * Wie ändert sich Ihre Messanordnung, wenn Sie $a$ vergrößern? \n",
" * Warum ist beim Bessel-Verfahren B einmal kleiner und einmal gößer als G?\n",
" * Warum kann es von Nachteil sein, wenn Sie das Verhältnis $a:f$ zu groß wählen?\n",
"\n",
"---"
]
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"**V E R S U C H S B E S C H R E I B U N G**\n",
"\n",
"*Fügen Sie Ihre Versuchsbeschreibung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.* \n",
"\n",
"---"
]
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"id": "39c615a2-0f58-4d44-8a12-3caa35d3dbcb",
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"source": [
"**L Ö S U N G**\n",
"\n",
"*Fügen Sie numerische Berechnungen zur Lösung dieser Aufgabe hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument. Um Code-Fragmente und Skripte in [Python](https://www.python.org/), sowie ggf. bildliche Darstellungen direkt ins [Jupyter notebook](https://jupyter.org/) einzubinden verwandeln Sie diese Zelle in eine Code-Zelle. Fügen Sie ggf. weitere Code-Zellen zu.* \n",
"\n",
"---"
]
},
{
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"source": [
"**D I S K U S S I O N**\n",
"\n",
"*Fügen Sie eine abschließende Diskussion und Bewertung Ihrer Lösung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.* \n",
"\n",
"---"
]
},
{
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"id": "d2923da1-2d93-4d6e-9f1a-efe6fd5737d4",
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"source": [
"### Aufgabe 1.3: Sphärische und chromatische Abberation\n",
"\n",
"Untersuchen Sie die **sphärische und chromatische [Aberration](https://de.wikipedia.org/wiki/Abbildungsfehler)** der Linse aus **Aufgabe 1.2**. \n",
"\n",
"---"
]
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"**V E R S U C H S B E S C H R E I B U N G**\n",
"\n",
"*Fügen Sie Ihre Versuchsbeschreibung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.* \n",
"\n",
"---"
]
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"id": "9308daab-10ef-4639-ac67-17df39d35bdf",
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"source": [
"**L Ö S U N G**\n",
"\n",
"*Fügen Sie numerische Berechnungen zur Lösung dieser Aufgabe hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument. Um Code-Fragmente und Skripte in [Python](https://www.python.org/), sowie ggf. bildliche Darstellungen direkt ins [Jupyter notebook](https://jupyter.org/) einzubinden verwandeln Sie diese Zelle in eine Code-Zelle. Fügen Sie ggf. weitere Code-Zellen zu.* \n",
"\n",
"---"
]
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"source": [
"**D I S K U S S I O N**\n",
"\n",
"*Fügen Sie eine abschließende Diskussion und Bewertung Ihrer Lösung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.* \n",
"\n",
"---"
]
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"## Aufgabe 2: Vermessung eines Zweilinsensystems $L$"
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"source": [
"### Aufgabe 2.1: Bestimmung von $f$ und der Lage der Hauptebenen $H_{1}$ und $H_{2}$ \n",
"\n",
"Bestimmen Sie, mit Hilfe des [Abbe-Verfahrens](https://de.wikipedia.org/wiki/Abbe-Verfahren), **für einen gegebenen Abstand $d$ der Linsen des im Messingrohr montierten Zweilinsensystems L** die Brennweite $f$, sowie die Lage der Hauptebenen $H_{1}$ und $H_{2}$, gemessen von einem Bezugspunkt X zwischen den Linsen, auf der optischen Achse von L. \n",
"\n",
"---"
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"**V E R S U C H S B E S C H R E I B U N G**\n",
"\n",
"*Fügen Sie Ihre Versuchsbeschreibung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.* \n",
"\n",
"---"
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"source": [
"**L Ö S U N G**\n",
"\n",
"*Fügen Sie numerische Berechnungen zur Lösung dieser Aufgabe hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument. Um Code-Fragmente und Skripte in [Python](https://www.python.org/), sowie ggf. bildliche Darstellungen direkt ins [Jupyter notebook](https://jupyter.org/) einzubinden verwandeln Sie diese Zelle in eine Code-Zelle. Fügen Sie ggf. weitere Code-Zellen zu.* \n",
"\n",
"---"
]
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"**D I S K U S S I O N**\n",
"\n",
"*Fügen Sie eine abschließende Diskussion und Bewertung Ihrer Lösung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.* \n",
"\n",
"---"
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"source": [
"### Aufgabe 2.2: Bestimmung von $f_{1}$ und $f_{2}$\n",
"\n",
"**Diese Aufgabe ist nur für Studierende mit Hauptfach Physik verpflichtend. Studierende mit Nebenfach Physik und Lehramtstudierende können diese Aufgabe überspringen.**\n",
"\n",
"Wiederholen Sie die Messung aus **Aufgabe 2.1** für mindestens **vier weitere Werte für $d$**. Bestimmen Sie aus den ermittelten Werten $f(d)$ die Brennweiten $f_{1}$ und $f_{2}$ der einzelnen Linsen.\n",
"\n",
"---"
]
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"**V E R S U C H S B E S C H R E I B U N G**\n",
"\n",
"*Fügen Sie Ihre Versuchsbeschreibung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.* \n",
"\n",
"---"
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"source": [
"**L Ö S U N G**\n",
"\n",
"*Fügen Sie numerische Berechnungen zur Lösung dieser Aufgabe hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument. Um Code-Fragmente und Skripte in [Python](https://www.python.org/), sowie ggf. bildliche Darstellungen direkt ins [Jupyter notebook](https://jupyter.org/) einzubinden verwandeln Sie diese Zelle in eine Code-Zelle. Fügen Sie ggf. weitere Code-Zellen zu.* \n",
"\n",
"---"
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"**D I S K U S S I O N**\n",
"\n",
"*Fügen Sie eine abschließende Diskussion und Bewertung Ihrer Lösung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.* \n",
"\n",
"---"
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"## Aufgabe 3: Aufbau optischer Instrumente\n",
"\n",
"Bauen Sie **ein optisches Gerät Ihrer Wahl** aus der folgenden Auflistung auf einer kleinen Führungsschiene auf und überprüfen Sie qualitativ dessen Eigenschaften. \n",
"\n",
" * Ein [Keplersches (astronomisches) Fernrohr](https://de.wikipedia.org/wiki/Fernrohr#Kepler-Fernrohr) mit **mindestens 6-facher Vergrößerung**.\n",
" * Ein [Galileisches Fernrohr](https://de.wikipedia.org/wiki/Fernrohr#Galilei-Fernrohr) mit **mindestens 6-facher Vergrößerung**.\n",
" * Einen [Projektor](https://de.wikipedia.org/wiki/Projektor), der ein $24\\times36\\,\\mathrm{mm}^{2}$ großes Diapositiv gleichmäßig ausleuchtet und in etwa $1.5\\ \\mathrm{m}$ Entfernung eine etwa **10-fache Vergrößerung** aufweist.\n",
" * Ein [Mikroskop](https://de.wikipedia.org/wiki/Mikroskop) mit **mindestens 20-facher Vergrößerung**.\n",
"\n",
"---"
]
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"**V E R S U C H S B E S C H R E I B U N G**\n",
"\n",
"*Fügen Sie Ihre Versuchsbeschreibung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.* \n",
"\n",
"---"
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"**L Ö S U N G**\n",
"\n",
"*Fügen Sie numerische Berechnungen zur Lösung dieser Aufgabe hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument. Um Code-Fragmente und Skripte in [Python](https://www.python.org/), sowie ggf. bildliche Darstellungen direkt ins [Jupyter notebook](https://jupyter.org/) einzubinden verwandeln Sie diese Zelle in eine Code-Zelle. Fügen Sie ggf. weitere Code-Zellen zu.* \n",
"\n",
"---"
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"**D I S K U S S I O N**\n",
"\n",
"*Fügen Sie eine abschließende Diskussion und Bewertung Ihrer Lösung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.* \n",
"\n",
"---"
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"# Beurteilung"
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"source": [
" * Nach Abschluss des Versuchs haben Sie die Möglichkeit diesen Versuch individuell zu beurteilen.\n",
" * **Folgen Sie zur Beurteilung dieses Versuchs diesem [Link](https://www.empirio.de/s/YWLdVVWVWm)**.\n",
" * Beachten Sie, dass jede:r Studierende nur einmal pro Versuch eine Beurteilung abgeben kann.\n",
" * Wir empfehlen die Beurteilung nach der Besprechung Ihrer Versuchsauswertung mit Ihrem:r Tutor:in auszufüllen. "
**Detaillierte Hinweise zur Durchführung der Versuche finden Sie in der Datei [Geometrische_Optik_Hinweise.ipynb](https://gitlab.kit.edu/kit/etp-lehre/p1-praktikum/students/-/blob/main/Geometrische_Optik/Geometrische_Optik_Hinweise.ipynb)**
* Bestimmen Sie, mit Hilfe eines Maßstabs und eines Schirms, die **Brennweite $f$ einer dünne Sammellinse**, die Sie aus dem Ihnen zur Verfügung stehenden Sortiment auswählen können.
* Fertigen Sie zur Vorbereitung einen **Strahlengang (einschließlich Lichtquelle)** an und fügen Sie diesen Ihrer Auswertung bei.
* Beantworten Sie in Ihrer Auswertung die folgende Frage: Wie ist sicher gestellt, dass die einfallenden Strahlen der Lichtquelle parallel in die Linse einfallen?
*Fügen Sie numerische Berechnungen zur Lösung dieser Aufgabe hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument. Um Code-Fragmente und Skripte in [Python](https://www.python.org/), sowie ggf. bildliche Darstellungen direkt ins [Jupyter notebook](https://jupyter.org/) einzubinden verwandeln Sie diese Zelle in eine Code-Zelle. Fügen Sie ggf. weitere Code-Zellen zu.*
*Fügen Sie numerische Berechnungen zur Lösung dieser Aufgabe hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument. Um Code-Fragmente und Skripte in [Python](https://www.python.org/), sowie ggf. bildliche Darstellungen direkt ins [Jupyter notebook](https://jupyter.org/) einzubinden verwandeln Sie diese Zelle in eine Code-Zelle. Fügen Sie ggf. weitere Code-Zellen zu.*
*Fügen Sie numerische Berechnungen zur Lösung dieser Aufgabe hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument. Um Code-Fragmente und Skripte in [Python](https://www.python.org/), sowie ggf. bildliche Darstellungen direkt ins [Jupyter notebook](https://jupyter.org/) einzubinden verwandeln Sie diese Zelle in eine Code-Zelle. Fügen Sie ggf. weitere Code-Zellen zu.*
### Aufgabe 2.1: Bestimmung von $f$ und der Lage der Hauptebenen $H_{1}$ und $H_{2}$
Bestimmen Sie, mit Hilfe des [Abbe-Verfahrens](https://de.wikipedia.org/wiki/Abbe-Verfahren), **für einen gegebenen Abstand $d$ der Linsen des im Messingrohr montierten Zweilinsensystems L** die Brennweite $f$, sowie die Lage der Hauptebenen $H_{1}$ und $H_{2}$, gemessen von einem Bezugspunkt X zwischen den Linsen, auf der optischen Achse von L.
*Fügen Sie numerische Berechnungen zur Lösung dieser Aufgabe hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument. Um Code-Fragmente und Skripte in [Python](https://www.python.org/), sowie ggf. bildliche Darstellungen direkt ins [Jupyter notebook](https://jupyter.org/) einzubinden verwandeln Sie diese Zelle in eine Code-Zelle. Fügen Sie ggf. weitere Code-Zellen zu.*
### Aufgabe 2.2: Bestimmung von $f_{1}$ und $f_{2}$
**Diese Aufgabe ist nur für Studierende mit Hauptfach Physik verpflichtend. Studierende mit Nebenfach Physik und Lehramtstudierende können diese Aufgabe überspringen.**
Wiederholen Sie die Messung aus **Aufgabe 2.1** für mindestens **vier weitere Werte für $d$**. Bestimmen Sie aus den ermittelten Werten $f(d)$ die Brennweiten $f_{1}$ und $f_{2}$ der einzelnen Linsen.
*Fügen Sie numerische Berechnungen zur Lösung dieser Aufgabe hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument. Um Code-Fragmente und Skripte in [Python](https://www.python.org/), sowie ggf. bildliche Darstellungen direkt ins [Jupyter notebook](https://jupyter.org/) einzubinden verwandeln Sie diese Zelle in eine Code-Zelle. Fügen Sie ggf. weitere Code-Zellen zu.*
Bauen Sie **ein optisches Gerät Ihrer Wahl** aus der folgenden Auflistung auf einer kleinen Führungsschiene auf und überprüfen Sie qualitativ dessen Eigenschaften.
* Ein [Keplersches (astronomisches) Fernrohr](https://de.wikipedia.org/wiki/Fernrohr#Kepler-Fernrohr) mit **mindestens 6-facher Vergrößerung**.
* Ein [Galileisches Fernrohr](https://de.wikipedia.org/wiki/Fernrohr#Galilei-Fernrohr) mit **mindestens 6-facher Vergrößerung**.
* Einen [Projektor](https://de.wikipedia.org/wiki/Projektor), der ein $24\times36\,\mathrm{mm}^{2}$ großes Diapositiv gleichmäßig ausleuchtet und in etwa $1.5\ \mathrm{m}$ Entfernung eine etwa **10-fache Vergrößerung** aufweist.
* Ein [Mikroskop](https://de.wikipedia.org/wiki/Mikroskop) mit **mindestens 20-facher Vergrößerung**.
*Fügen Sie numerische Berechnungen zur Lösung dieser Aufgabe hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument. Um Code-Fragmente und Skripte in [Python](https://www.python.org/), sowie ggf. bildliche Darstellungen direkt ins [Jupyter notebook](https://jupyter.org/) einzubinden verwandeln Sie diese Zelle in eine Code-Zelle. Fügen Sie ggf. weitere Code-Zellen zu.*
