diff --git a/Geometrische_Optik/Geometrische_Optik.ipynb b/Geometrische_Optik/Geometrische_Optik.ipynb
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"# Durchführung"
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"## Aufgabe 1: Bestimmung der Brennweite $f$ einer einzelnen Linse"
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- "### Aufgabe 1.3: Sphärische und chromatisch Abberation\n",
+ "### 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",
@@ -347,7 +351,7 @@
"\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 **vier weitere Werte für $d$**. Bestimmen Sie aus den ermittelten Werten von $f$ für die verschiedenen Werte von $d$ die Brennweiten $f_{1}$ und $f_{2}$ der einzelnen Linsen.\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",
"---"
]
@@ -397,15 +401,13 @@
"source": [
"## Aufgabe 3: Aufbau optischer Instrumente\n",
"\n",
- "Bauen Sie **ein optisches Geräte Ihrer Wahl** aus der folgenden Auflistung auf der kleinen Führungsschiene nach und überprüfen qualitativ dessen Eigenschaften. \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 $24\\times36\\,\\mathrm{mm}^{2}$ großses Diapositiv gleichmäßig ausleuchtet und in etwa $1.5\\ \\mathrm{m}$ Entfernung eine etwa **10-fache Vergrößerung** aufweist.\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",
- "Fügen Sie für jedes der Geräte, das Sie aufbauen einen **selbst angefertigten Strahlengang** bei, der im Fall von **Aufgabe 3.3** die Lichtquelle beinhalten sollte.\n",
- "\n",
"---"
]
},
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"## Aufgabe 1: Bestimmung der Brennweite $f$ einer einzelnen Linse"
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"### Aufgabe 1.1: Bestimmung von $f$"
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"source": [
"Gehen Sie zur Bearbeitung diese Aufgabe wie folgt vor:\n",
"\n",
- "- Bestimmen Sie, mit Hilfe eines Maßstabs und eines Schirms, $f$ für eine 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:\n",
- " - Wie ist sicher gestellt, dass die einfallenden Strahlen der Lichtquelle parallel in die Linse einfallen?\n",
- "\n",
- " * Messen Sie für Beschleunigungsspannungen von $U_{z} = 200\\,\\ldots 450\\,\\mathrm{V}$ (in Schritten von $25\\,\\mathrm{V}$) den nötigen Spulenstrom $I_{\\mathrm{S}}$, um auf dem Schirm einen Signalpunkt zu erzeugen.\n",
- " * Gehen Sie dabei, für jeden Messpunkt so, wie in **Aufgabe 2.1** vor.\n",
+ " * Schätzen Sie $f$ der gewählten Linse mit einem Schirm S und einem Maßstabs ab.\n",
+ " * Führen Sie die **Bestimmung von $f_{i}$ mindestens $\\times5$** durch und bestimmen Sie das [Stichprobenmittel](https://de.wikipedia.org/wiki/Stichprobenmittel) und die Standardabweichung aus der Wurzel der (korrigierten) [Stichprobenvarianz](https://de.wikipedia.org/wiki/Stichprobenvarianz_(Sch%C3%A4tzfunktion)) der aufenommenen Werte.\n",
" * **Protokollieren** Sie:\n",
- " * Alle Wertepaare $(U_{z}, I_{\\mathrm{S}})$ mit entsprechenden Unsicherheiten $\\Delta U_{z}$ und $\\Delta I_{\\mathrm{S}}$. \n",
- " * Tragen Sie in einer **entsprechenden Darstellung der Daten $U_{z}$ geeignet über $I_{\\mathrm{S}}^{2}$** auf.\n",
- " * Passen Sie ein **geeignetes Modell** an die Datenpunkte an und bestimmen Sie daraus $e/m_{\\mathrm{e}}\\pm\\Delta(e/m_{\\mathrm{e}})$.\n",
- " * Überprüfen Sie mit Hilfe des $\\chi^{2}$-Werts aus der Anpassung die Anwendbarkeit des Modells. \n",
- "\n",
- "**Ein Code-Beispiele zur Berechnung von $\\langle B \\rangle$ finden Sie im *tools*-Verzeichnis [hier](https://gitlab.kit.edu/kit/etp-lehre/p1-praktikum/students/-/blob/main/Spezifische_Ladung_des_Elektrons/tools/Busch-Magnetfeld.py).** \n",
+ " * Beschreiben Sie Ihr Vorgehen.\n",
+ " * Fertigen Sie zur Vorbereitung auf diese Aufgabe einen **Strahlengang (einschließlich Lichtquelle!)** an und fügen Sie diesen Ihrer Auswertung bei. \n",
+ " * Die von Ihnen aufgenommenen Werte $\\{f_{i}\\}$.\n",
+ " * Den daraus bestimmten Wert $f\\pm\\Delta f$.\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",
"---\n",
"\n",
- "Weitere Details zur Vorbereitung auf diese Aufgabe finden Sie in der Datei [Hinweise-Busch](https://gitlab.kit.edu/kit/etp-lehre/p1-praktikum/students/-/blob/main/Spezifische_Ladung_des_Elektrons/doc/Hinweise-Busch.md).\n",
+ "Weitere Details zur Vorbereitung auf diese Aufgabe finden Sie in der Datei [Hinweise-Bessel](https://gitlab.kit.edu/kit/etp-lehre/p1-praktikum/students/-/blob/main/Geometrische_Optik/doc/Hinweise-Bessel.md).\n",
"\n",
"---"
]
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"source": [
- "**Lösung:**\n",
- "\n",
- "*Sie können Ihr Protokoll direkt in dieses Dokument einfügen. Wenn Sie dieses Dokument als Grundlage für ein [Jupyter notebook](https://jupyter.org/) verwenden wollen können Sie die Auswertung, Skripte und ggf. bildliche Darstellungen mit Hilfe von [python](https://www.python.org/) ebenfalls hier einfügen. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.* \n",
- "\n",
- "---"
+ "### Aufgabe 1.2: Bestimmung von $f$ mit Hilfe des [Bessel-Verfahrens](https://de.wikipedia.org/wiki/Bessel-Verfahren)"
]
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"source": [
- "### Aufgabe 1.2: Bestimmung von $f$ mit Hilfe des [Bessel-Verfahrens](https://de.wikipedia.org/wiki/Bessel-Verfahren)\n",
+ "Gehen Sie zur Bearbeitung diese Aufgabe wie folgt vor:\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 $a>4\\,f$ 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",
+ " * Leuchten Sie mit der Lichtquelle eines der zur Verfügung stehenden Diapositive, als G, aus.\n",
+ " * Montieren Sie den Schirm S auf dem B dargestellt werden soll, in einem geeigneten **Abstand $a$ zu G**.\n",
+ " * Die Abschätzung von $f$ aus **Aufgabe 1.1** sollte Ihnen hierzu einen geeigneten Anhalt geben.\n",
+ " * Positionieren Sie die zu untersuchende Linse L zwischen G und S und verschieben Sie diese, **bis jeweils ein scharfes Bild auf S entsteht**.\n",
+ " * Sie können zur Beurteilung der Schärfe von B ggf. eine Lupe heranziehen.\n",
+ " * Bestimmen Sie in fünf unabhängigen Messungen die Positionen $x_{1}^{(i)}$ und $x_{2}^{(i)}$. Gehen Sie dabei wie für **Aufgabe 1.1** vor.\n",
+ " * **Protokollieren** Sie:\n",
+ " * Beschreiben Sie Ihr Vorgehen (ggf. mit Skizze).\n",
+ " * Den **Wert $a\\pm\\Delta a$**.\n",
+ " * Die von Ihnen aufgenommenen **Wertepaare $(x_{1}^{(i)},x_{2}^{(i)})$**.\n",
+ " * Bestimmen Sie daraus die $x_{1}\\pm\\Delta x_{1}$ und $x_{2}\\pm\\Delta x_{2}$, und daraus schließlich den **Wert $e\\pm\\Delta e$**.\n",
+ " * Bestimmen Sie aus den Werten $a\\pm\\Delta a$ und $e\\pm\\Delta e$ den **Wert $f\\pm\\Delta f$**.\n",
+ " * Bestimmen Sie alle Unsicherheiten abgeleiteter Größen durch **lineare Fehlerfortpflanzung**.\n",
+ " * Beurteilen Sie die Ãœbereinstimmung mit dem Ergebnis aus **Aufgabe 1.1**.\n",
+ " * Beurteilen Sie welche Messung die bessere ist. \n",
+ " * **Beantworten Sie** in Ihrer Auswertung die folgenden Fragen:\n",
+ " * Warum muss der Abstsand zwischen Gegenstand $G$ und Schirm $a>4\\,f$ 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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- "id": "59d391d6-138f-4225-867b-7dea5efc4141",
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- "source": [
- "**Lösung:**\n",
+ "---\n",
"\n",
- "*Sie können Ihr Protokoll direkt in dieses Dokument einfügen. Wenn Sie dieses Dokument als Grundlage für ein [Jupyter notebook](https://jupyter.org/) verwenden wollen können Sie die Auswertung, Skripte und ggf. bildliche Darstellungen mit Hilfe von [python](https://www.python.org/) ebenfalls hier einfügen. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.* \n",
+ "Weitere Details zur Vorbereitung auf diese Aufgabe finden Sie in der Datei [Hinweise-Bessel](https://gitlab.kit.edu/kit/etp-lehre/p1-praktikum/students/-/blob/main/Geometrische_Optik/doc/Hinweise-Bessel.md).\n",
"\n",
"---"
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"source": [
- "### Aufgabe 1.3: Sphärische und chromatisch Abberation\n",
- "\n",
- "Untersuchen Sie die sphärische und chromatische [Aberration](https://de.wikipedia.org/wiki/Abbildungsfehler) der Linse aus Aufgabe 1.2. \n",
- "\n",
- "---"
+ "### Aufgabe 1.3: Sphärische und chromatische Abberation"
]
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- "id": "eefd39f1-4fa5-4e3a-8e85-7fa4ebc2ca98",
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"source": [
- "**Lösung:**\n",
- "\n",
- "*Sie können Ihr Protokoll direkt in dieses Dokument einfügen. Wenn Sie dieses Dokument als Grundlage für ein [Jupyter notebook](https://jupyter.org/) verwenden wollen können Sie die Auswertung, Skripte und ggf. bildliche Darstellungen mit Hilfe von [python](https://www.python.org/) ebenfalls hier einfügen. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.* \n",
+ "Gehen Sie zur Bearbeitung diese Aufgabe wie vor wie für **Aufgabe 1.2** mir den folgenden Besonderheiten:\n",
"\n",
- "---"
- ]
- },
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- "id": "e8b9009f-5da7-4d9a-b383-45750e58c55b",
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- "source": [
- "## Aufgabe 2: Vermessung eines Zweilinsensystems $L$\n",
+ "#### Chromatische Abberation\n",
"\n",
- "**Hinweise zu allen hier durchzuführenden Messungen finden Sie in der Datei [Hinweise-Aufgabe-2.md](https://gitlab.kit.edu/kit/etp-lehre/p1-praktikum/students/-/blob/main/Geometrische_Optik/doc/Hinweise-Aufgabe-2.md).**\n",
+ " * Bestimmen Sie die **[chromatische Abberation](https://de.wikipedia.org/wiki/Chromatische_Aberration)** mit einem vor die Lichtquelle geschalteten **Rot- bzw. Blaufilter**.\n",
+ " * Verwenden Sie hierzu die vor die Linse aufgesteckte **Lochblende**, um den Effekt der sphärischen Abberation zu minimieren. \n",
+ " * Fügen Sie Ihrem Protokoll eine **Einschätzung über die Signifikanz** zu, mit der Sie den Effekt nachweisen können.\n",
"\n",
- "### Aufgabe 2.1: Bestimmung von $f$, und der Lage der Hauptebenen $H_{1}$ und $H_{2}$ \n",
+ "#### Sphärische Abberation\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 $X$ auf der optischen Achse von $L$, genau zwischen den beiden Linsen. \n",
+ " * Bestimmen Sie die **[sphärische Abberation](https://de.wikipedia.org/wiki/Abbildungsfehler#Sph%C3%A4rische_Aberration)** mit der vor die Linse aufgesteckten **Scheiben- und Lochblende**.\n",
+ " * Wählen Sie entweder den **Rot- oder Blaufilter**, um den Effekt der chromatischen Abberation auszuschalten.\n",
+ " * Fügen Sie Ihrem Protokoll eine **Einschätzung über die Signifikanz** zu, mit der Sie den Effekt nachweisen können.\n",
"\n",
- "---"
- ]
- },
- {
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- "id": "ed25768d-e2cf-42ce-b24f-287cbd35eb85",
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- "source": [
- "**Lösung:**\n",
+ "---\n",
"\n",
- "*Sie können Ihr Protokoll direkt in dieses Dokument einfügen. Wenn Sie dieses Dokument als Grundlage für ein [Jupyter notebook](https://jupyter.org/) verwenden wollen können Sie die Auswertung, Skripte und ggf. bildliche Darstellungen mit Hilfe von [python](https://www.python.org/) ebenfalls hier einfügen. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.* \n",
+ "Weitere Details zur Vorbereitung auf diese Aufgabe finden Sie in der Datei [Hinweise-Bessel](https://gitlab.kit.edu/kit/etp-lehre/p1-praktikum/students/-/blob/main/Geometrische_Optik/doc/Hinweise-Bessel.md).\n",
"\n",
"---"
]
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- "id": "36756154-4c21-45f2-a688-f4afdb7619bf",
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"source": [
- "### Aufgabe 2.2: Bestimmung von $f_{1}$ und $f_{2}$\n",
- "\n",
- "Wiederholen Sie die Messung aus **Aufgabe 2.1** für **vier weitere** Werte für $d$. Bestimmen Sie aus den ermittelten Werten von $f$ für die verschiedenen Werte von $d$ die Brennweiten $f_{1}$ und $f_{2}$ der einzelnen Linsen.\n",
- "\n",
- "---"
+ "## Aufgabe 2: Vermessung eines Zweilinsensystems $L$"
]
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- "id": "05d7b1d6-df2a-45ee-8b35-d685eda1efc8",
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"source": [
- "**Lösung:**\n",
- "\n",
- "*Sie können Ihr Protokoll direkt in dieses Dokument einfügen. Wenn Sie dieses Dokument als Grundlage für ein [Jupyter notebook](https://jupyter.org/) verwenden wollen können Sie die Auswertung, Skripte und ggf. bildliche Darstellungen mit Hilfe von [python](https://www.python.org/) ebenfalls hier einfügen. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.* \n",
- "\n",
- "---"
+ "### Aufgabe 2.1: Bestimmung von $f$, und der Lage der Hauptebenen $H_{1}$ und $H_{2}$ "
]
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{
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- "id": "aabf6258-c811-4b99-9931-b4c799559cb3",
+ "id": "37116652-a27e-4099-8f20-d7beb9cf98a3",
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"source": [
- "## Aufgabe 3: Aufbau optischer Instrumente\n",
- "\n",
- "Bauen Sie einige z.T. historische optische Geräte auf der kleinen optischen Bank nach und überprüfen ihre Eigenschaften. Fügen Sie für jedes der Geräte, die Sie aufbauen einen **selbst angefertigten Strahlengang** bei, der im Fall von Aufgabe 2.3 die Lichtquelle beinhalten sollte. Es genügt, wenn Sie *zwei* aus folgenden Teilaufgaben auswählen.\n",
- "\n",
- "**Hinweise zu allen hier durchzuführenden Messungen finden Sie in der Datei [Hinweise-Aufgabe-3.md](https://gitlab.kit.edu/kit/etp-lehre/p1-praktikum/students/-/blob/main/Geometrische_Optik/doc/Hinweise-Aufgabe-3.md).**\n",
- "\n",
- "### Aufgabe 3.1: [Keplersches (astronomisches) Fernrohr](https://de.wikipedia.org/wiki/Fernrohr#Kepler-Fernrohr)\n",
+ "Gehen Sie zur Bearbeitung diese Aufgabe wie folgt vor:\n",
"\n",
- "Bauen Sie ein Keplersches (astronomisches) Fernrohr mit **mindestens 6-facher Vergrößerung** und betrachten Sie damit entfernte Gegenstände. Schätzen Sie auf einfache Weise die Vergrößerung Ihrer Konstruktion ab und vergleichen Sie die Abschätzung mit Ihrer Erwartung.\n",
+ " * Stellen Sie mit Hilfe des roten Schiebereglers auf der Messingkonstruktion von L einen **beliebigen Abstand $d\\pm\\Delta d$** zwischen den verbauten Linsen L1 und L2 ein.\n",
+ " * Dieser Abstand sollte während der gesamten Messung unverändert bleiben.\n",
+ " * Bauen Sie Ihre Messanordnung, wie in **Abbildung 1** [hier](https://gitlab.kit.edu/kit/etp-lehre/p1-praktikum/students/-/blob/main/Geometrische_Optik/doc/Hinweise-Abbe.md) gezeigt auf. \n",
+ " * Verwenden Sie als Gegenstand G ein **Diapositiv mit einer geeigneten Abbildung** darauf. Achten Sie auf gute Durchleuchtung.\n",
+ " * Bestimmen Sie die **Größe $G\\pm\\Delta G$**.\n",
+ " * Wählen Sie $x$ frei, justieren Sie daraufhin $x^{\\prime}$ so, dass auf dem Schirm S ein **scharfes Bild B** entsteht. Alternativ können Sie $x^{\\prime}$ frei wählen und $x$ justieren.\n",
+ " * **Messen Sie $(x,x^{\\prime},B)$ mit entsprechenden Unsicherheiten $\\Delta x,\\Delta x^{\\prime},\\Delta B$ aus**. \n",
+ " * Bestimmen Sie auf diese Weise mindestens **fünf Wertetupel $(x,\\,x^{\\prime},\\, B)$**.\n",
+ " * **Studierende mit Nebenfach Physik und Lehramtstudierende sollten midestens acht Wertetupel ausmessen.**\n",
+ " * Achten Sie darauf, dass der Wertebereich der $\\{x_{i}\\}$ und $\\{x_{i}^{\\prime}\\}$ hinreichend groß ist.\n",
+ " * Ihre Messung wird umso genauer, je gewissenhafter Sie arbeiten und je mehr Messpunkte Sie aufnehmen! \n",
+ " * **Protokollieren** Sie:\n",
+ " * Beschreiben Sie Ihr Vorgehen (ggf. **mit Skizze!**).\n",
+ " * Den **Wert $d\\pm\\Delta d$**.\n",
+ " * Den **Wert $G\\pm\\Delta G$**.\n",
+ " * Die von Ihnen aufgenommenen **Wertetuple $(x_{(i)},x_{i}^{\\prime},B_{i})$** mit entsprechenden Unsicherheiten.\n",
+ " * Bestimmen Sie aus $G\\pm\\Delta G$ und den $B_{i}\\pm\\Delta B_{i}$ die **Abbildungsmaßstäbe $\\beta_{i}\\pm\\Delta\\beta_{i}$**.\n",
+ " * Bestimmen Sie die $\\Delta\\beta_{i}$ aus linearer Fehlerfortpflanzung.\n",
+ " * Stellen Sie die **Wertepaare $(x_{i},\\beta_{i})$ und $(x_{i}^{\\prime},\\beta_{i})$** geeignet dar. Geben dabei Sie die Unsicherheiten entlang beider Achsen an!\n",
+ " * Passen Sie an die Datenpunkte ein **geeignetes Modell nach Gleichung (7) [hier](https://gitlab.kit.edu/kit/etp-lehre/p1-praktikum/students/-/blob/main/Geometrische_Optik/doc/Hinweise-Abbe.md)** an.\n",
+ " * **Alternativ können Sie $G$ als äußeren Parameter** und $\\Delta G$ als systematische Variationen in die Anpassung einführen und die Anpassung an die Primärdaten $(x,B)$, bzw. $(x^{\\prime, B})$ vorenehmen. \n",
+ " * Beurteilen Sie die **Anwendbarkeit des Modells mit Hilfe des $\\chi^{2}$-Werts** der Anpassung.\n",
+ " * Fügen Sie Ihrer Auswertung die **Kovarianzmatrix** der angepassten Parameter zu. \n",
+ " * Bestimmen Sie aus der Anpassung die **Werte $x\\pm\\Delta x,\\,x^{\\prime}\\pm\\Delta x^{\\prime}\\,f\\pm\\Delta f$**.\n",
+ " * Bestimmen Sie aus $x$ und $x^{\\prime}$ den **Abstand der Hauptebenen $a$**. Dieser ist von der Wahl des Bezugspunkts X unabhängig.\n",
"\n",
- "---"
- ]
- },
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- "id": "55099422-31cc-4383-93ca-ec4f83f1f8b2",
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- "source": [
- "**Lösung:**\n",
+ "---\n",
"\n",
- "*Sie können Ihr Protokoll direkt in dieses Dokument einfügen. Wenn Sie dieses Dokument als Grundlage für ein [Jupyter notebook](https://jupyter.org/) verwenden wollen können Sie die Auswertung, Skripte und ggf. bildliche Darstellungen mit Hilfe von [python](https://www.python.org/) ebenfalls hier einfügen. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.* \n",
+ "Weitere Details zur Vorbereitung auf diese Aufgabe finden Sie in der Datei [Hinweise-Abbe](https://gitlab.kit.edu/kit/etp-lehre/p1-praktikum/students/-/blob/main/Geometrische_Optik/doc/Hinweise-Abbe.md).\n",
"\n",
"---"
]
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"source": [
- "### Aufgabe 3.2: [Galileisches Fernrohr](https://de.wikipedia.org/wiki/Fernrohr#Galilei-Fernrohr)\n",
- "\n",
- "Bauen Sie ein Galileisches Fernrohr mit gleicher Vergößerung, wie in Aufgabe 3.1 und überprüfen Sie seine Funktion analog zu Aufgabe 3.1.\n",
- "\n",
- "---"
+ "### Aufgabe 2.2: Bestimmung von $f_{1}$ und $f_{2}$"
]
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- "id": "ed2ae651-5420-40c7-a4fa-cc67c547826c",
+ "id": "10538a30-d3e2-4889-93e7-b30ed0625ceb",
"metadata": {},
"source": [
- "**Lösung:**\n",
+ "Gehen Sie zur Bearbeitung diese Aufgabe wie folgt vor:\n",
"\n",
- "*Sie können Ihr Protokoll direkt in dieses Dokument einfügen. Wenn Sie dieses Dokument als Grundlage für ein [Jupyter notebook](https://jupyter.org/) verwenden wollen können Sie die Auswertung, Skripte und ggf. bildliche Darstellungen mit Hilfe von [python](https://www.python.org/) ebenfalls hier einfügen. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.* \n",
+ " * **Verändern die den Abstand $d\\pm\\Delta d$** zwischen L1 und L2.\n",
+ " * **Bestimmen Sie $f$**. Gehen Sie dabei wie für **Aufgabe 2.1** vor.\n",
+ " * Bestimmen Sie die mindestens **vier weitere Wertepaare $(d_{i},f_{i})$** mit Unsicherheiten $\\Delta d_{i}$ und und $\\Delta f_{i}$. \n",
+ " * **Protokollieren** Sie:\n",
+ " * Beschreiben Sie Ihr Vorgehen.\n",
+ " * Stellen Sie die Datenpunkte $(d_{i},f_{i})$ (einschließlich des Datenpunkts aus **Aufgabe 2.1**) geeignet dar.\n",
+ " * Passen Sie an die Datenpunkte ein **geeignetes Modell nach Gleichung (1) [hier](https://gitlab.kit.edu/kit/etp-lehre/p1-praktikum/students/-/blob/main/Geometrische_Optik/doc/Hinweise-Abbe.md)** an.\n",
+ " * Beurteilen Sie die **Anwendbarkeit des Modells mit Hilfe des $\\chi^{2}$-Werts** der Anpassung. Diskutieren Sie eventuelle **Herausforderungen bei einer solche Einschätzung**.\n",
+ " * Leiten Sie die **Werte $f_{1}\\pm\\Delta f_{1}$ und $f_{2}\\pm\\Delta f_{2}$** aus der Anpassung ab. \n",
"\n",
- "---"
- ]
- },
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- "id": "711029f7-b232-454e-95eb-6155f9b47900",
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- "source": [
- "### Aufgabe 3.3: [Projektor](https://de.wikipedia.org/wiki/Projektor)\n",
+ "---\n",
"\n",
- "Bauen Sie einen Projektor, ein $24\\times36\\,\\mathrm{mm}^{2}$-Diapositiv gleichmäßig ausleuchtet und in etwa $1,5\\,\\mathrm{m}$ Entfernung eine etwa **10-fache Vergrößerung** aufweist. Projizieren Sie Diapositive und vergleichen Sie das Ergebnis mit Ihrer Erwartung.\n",
+ "Weitere Details zur Vorbereitung auf diese Aufgabe finden Sie in der Datei [Hinweise-Abbe](https://gitlab.kit.edu/kit/etp-lehre/p1-praktikum/students/-/blob/main/Geometrische_Optik/doc/Hinweise-Abbe.md).\n",
"\n",
"---"
]
},
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- "id": "0fcd8357-76e5-49b7-8482-3b2cc71df6cb",
+ "id": "6279f9a7-862a-4b22-9bb4-cb23ce2c07f7",
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"source": [
- "**Lösung:**\n",
- "\n",
- "*Sie können Ihr Protokoll direkt in dieses Dokument einfügen. Wenn Sie dieses Dokument als Grundlage für ein [Jupyter notebook](https://jupyter.org/) verwenden wollen können Sie die Auswertung, Skripte und ggf. bildliche Darstellungen mit Hilfe von [python](https://www.python.org/) ebenfalls hier einfügen. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.* \n",
- "\n",
- "---"
+ "## Aufgabe 3: Aufbau optischer Instrumente"
]
},
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- "id": "27659f87-0a6c-49ac-96e4-c20bbba9ea71",
+ "id": "6212e9fc-e7ae-4ca3-bb67-3b446f8a7681",
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"source": [
- "### Aufgabe 3.4: [Mikroskop](https://de.wikipedia.org/wiki/Mikroskop)\n",
- "\n",
- "Bauen Sie ein Mikroskop mit **mindestens 20-facher Vergrößerung** und vergleichen Sie die näherungsweise gemessene Vergrößerung mit Ihrer Erwartung. Beantworten Sie die folgende Frage: \n",
+ "Gehen Sie zur Bearbeitung diese Aufgabe wie folgt vor:\n",
"\n",
- " - Warum macht es keinen Sinn, bei einem Mikroskop die Vergrößerung durch Einsatz von Linsen mit immer kleineren Brennweiten in der Hoffnung zu steigern, eine immer bessere Auflösung zu erreichen?\n",
+ " * Fügen Sie Ihrem Protokoll für jedes Gerät, das Sie aufbauen wollen einen **selbst angefertigten Strahlengang** bei. Im Fall des Projektors sollte dieser Strahlengang die Lichtquelle beinhalten.\n",
+ " * **Bauen Sie das entsprechende Gerät auf** der am Versuchsplatz zur Verfügung stehenden kurzen Führungsschiene auf.\n",
+ " * Nehmen Sie qualitative Messungen mit dem Gerät vor und **vergewissern Sie sich von seiner Funktionsweise**.\n",
+ " * Sie können Ihrer Auswertung eine Photographie der von Ihnen aufgebauten optischen Geräte zufügen. \n",
"\n",
- "---"
- ]
- },
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- "id": "71168b38-958b-41e1-8901-3ebbe91b2684",
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- "source": [
- "**Lösung:**\n",
+ "---\n",
"\n",
- "*Sie können Ihr Protokoll direkt in dieses Dokument einfügen. Wenn Sie dieses Dokument als Grundlage für ein [Jupyter notebook](https://jupyter.org/) verwenden wollen können Sie die Auswertung, Skripte und ggf. bildliche Darstellungen mit Hilfe von [python](https://www.python.org/) ebenfalls hier einfügen. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.* \n",
+ "Weitere Details zur Vorbereitung auf diese Aufgabe finden Sie in den Dateien [Hinweise-KepplerGallilei](https://gitlab.kit.edu/kit/etp-lehre/p1-praktikum/students/-/blob/main/Geometrische_Optik/doc/Hinweise-KepplerGallilei.md), [Hinweise-Mikroskop](https://gitlab.kit.edu/kit/etp-lehre/p1-praktikum/students/-/blob/main/Geometrische_Optik/doc/Hinweise-Mikroskop.md). und [Hinweise-Projektor](https://gitlab.kit.edu/kit/etp-lehre/p1-praktikum/students/-/blob/main/Geometrische_Optik/doc/Hinweise-Projektor.md)\n",
"\n",
"---"
]