From fe7fabc068d072b4d2aab099537bcb5fff380c5f Mon Sep 17 00:00:00 2001
From: Jonathan Chaim Ben Tov <ufoxj@student.kit.edu>
Date: Fri, 3 Jan 2025 13:49:23 +0000
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 Geometrische_Optik/Geometrische_Optik.ipynb | 672 ++++++++++++++++++++
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+    "## Physikalisches Praktikum P1 für Studierende der Physik\n",
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+    "Versuch P1-141, 142, 143 (Stand: **Oktober 2024**)\n",
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+    "[Raum F1-13](https://labs.physik.kit.edu/img/Klassische-Praktika/Lageplan_P1P2.png)\n",
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+    "Betreuer: **Fabienne Buchleither**\n",
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+    "Versuch durchgeführt am: **19.12.2024**"
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+    "**Beanstandungen zu Protokoll Version _____:**\n",
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+    "Testiert am: __________________ Testat: __________________"
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+    "**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",
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+    " *  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",
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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",
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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",
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+      "  Using cached uncertainties-3.2.2-py3-none-any.whl.metadata (6.9 kB)\n",
+      "Using cached uncertainties-3.2.2-py3-none-any.whl (58 kB)\n",
+      "Installing collected packages: uncertainties\n",
+      "Successfully installed uncertainties-3.2.2\n"
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+    "!pip install uncertainties\n",
+    "import pandas as pd\n",
+    "import matplotlib.pyplot as plt\n",
+    "import numpy as np\n",
+    "import PhyPraKit as PPK\n",
+    "import kafe2\n",
+    "\n",
+    "from uncertainties import ufloat\n",
+    "from uncertainties.umath import sin,cos\n",
+    "def n(a):\n",
+    "    return np.array([x.n for x in a])\n",
+    "def s(a):\n",
+    "    return np.array([x.s for x in a])\n",
+    "def utl(u):\n",
+    "    return [f\"${x.nominal_value:.2f} \\\\pm {x.std_dev:.2f}$\" for x in u]"
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+   "source": [
+    "\n",
+    "f=np.array([1.328-1,1.23-0.9,1.415-1.10,1.25-0.92,1.379-1.05])# in m\n",
+    "fzahl=np.mean(f)\n",
+    "stdf=np.std(f,ddof=1)*len(f)**(-1)\n",
+    "print(fzahl, stdf)"
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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 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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+    "**L Ö S U N G**\n",
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+    "*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",
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+    "x2=a=np.array([ufloat(1.376,0.001)-ufloat(0.3,0.0005),ufloat(1.431,0.001)-ufloat(0.3,0.0005)ufloat(1.483,0.001)-ufloat(0.3,0.0005)ufloat(1.539,0.001)-ufloat(0.3,0.0005)ufloat(1.591,0.001)-ufloat(0.3,0.0005)])"
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+    "*Fügen Sie eine abschließende Diskussion und Bewertung Ihrer Lösung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.* \n",
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+    "### Aufgabe 1.3: Sphärische und chromatische Abberation\n",
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+    "Untersuchen Sie die **sphärische und chromatische [Aberration](https://de.wikipedia.org/wiki/Abbildungsfehler)** der Linse aus **Aufgabe 1.2**. \n",
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+      " 1.4+/-0.0007071067811865475]\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",
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+    "*Fügen Sie Ihre Versuchsbeschreibung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.* \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",
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+    "**D I S K U S S I O N**\n",
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+    "*Fügen Sie eine abschließende Diskussion und Bewertung Ihrer Lösung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.* \n",
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+   ]
+  },
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+    "## Aufgabe 2: Vermessung eines Zweilinsensystems $L$"
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+    "### 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",
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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",
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+    "*Fügen Sie Ihre Versuchsbeschreibung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.* \n",
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+   "metadata": {},
+   "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",
+    "---"
+   ]
+  },
+  {
+   "cell_type": "code",
+   "execution_count": 19,
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+    "d=ufloat(0.18,0.001)\n",
+    "G=1 # in cm\n",
+    "nullpunkt=ufloat(0.5,0.0005)\n",
+    "g=np.array([ufloat(x,0.0005) for x in [0.3,0.32,0.34,0.28,0.365,35.5]])-nullpunkt\n",
+    "b=np.array([ufloat(x,0.003) for x in [0.746,0.826,0.968,0.699,1.48,1.181]])-nullpunkt\n",
+    "B=np.array([ufloat(x,0.001) for x in [1.75,2.25,3.1,1.4,6.3,4.45]]) # in cm"
+   ]
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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 2.2: 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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+   "source": [
+    "**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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+  {
+   "cell_type": "markdown",
+   "id": "32f31833-9395-45d2-9843-2b9e64eba3c2",
+   "metadata": {},
+   "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",
+    "---"
+   ]
+  },
+  {
+   "cell_type": "code",
+   "execution_count": null,
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+    "b=np.array([ufloat(x,0.003) for x in [0.712,0.772,0.879,0.675,1.136]])-nullpunkt\n",
+    "B=np.array([ufloat(x,0.001) for x in [1.5,1.95,2.75,1.2,4.6]]) # in cm"
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+    "b=np.array([ufloat(x,0.003) for x in [0.66,0.688,0.731,0.804,0.978]])-nullpunkt\n",
+    "B=np.array([ufloat(x,0.001) for x in [1.1,1.3,1.7,2.3,3.75]]) # in cm"
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+  {
+   "cell_type": "code",
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+   "outputs": [],
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+    "G=1 # in cm\n",
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+    "b=np.array([ufloat(x,0.003) for x in [0.645, 0.666,0.698,0.75,0.864]])-nullpunkt\n",
+    "B=np.array([ufloat(x,0.001) for x in [0.9,1.1,1.4,1.9,2.95]]) # in cm"
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+    "G=1 # in cm\n",
+    "nullpunkt=ufloat(0.5,0.0005)\n",
+    "g=np.array([ufloat(x,0.0005) for x in [0,0.3,0.32,0.34,0.36, 0.37]])-nullpunkt\n",
+    "b=np.array([ufloat(x,0.003) for x in [0.65,0.675, 0.712,0.79,0.86]])-nullpunkt\n",
+    "B=np.array([ufloat(x,0.001) for x in [1.05,1.2,1.6,2.35,3.15]]) # in cm"
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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 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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+   "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",
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+    "*Fügen Sie eine abschließende Diskussion und Bewertung Ihrer Lösung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.* \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.  "
+   ]
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+  "kernelspec": {
+   "display_name": "Python 3 (ipykernel)",
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