Inhalt

Inhalt   

1)  Einleitung:  3

Ben  ötigte Formeln:  4

2)  Versuchsbeschreibung  4

Versuchsaufbau:...................................................................................................................................................   6

Ben  ötigte Komponenten:  6

3)  Messprotokoll  7

Messfehler  / Messtoleranz  7

Abmessungen  der drei verschiedenen Aufbauten des Projektionsapparates (mm)  7

4)  Ergebnisse  8

Aufgabe  1  8

Aufgabe  2  9

Projektionslinse  f 50 (Messung 1)  10

Projektionslinse  f 50 (Messung 2)  11

Projektionslinse  f 100 (Messung 1)  12

Projektionslinse  f 100 (Messung 2)  13

Projektionslinse  f 150 (Messung 1)  14

Projektionslinse  f 150 (Messung 2)  15

Errechnete  Werte für die theoretische Vergrößerung (VT) in Abhängigkeit der  

ermittelten  Kantenlänge mit der Formel  16

   16

f  ür den Abbildungsmaßstab  16

Bestimmung  des Vergrößerungsfaktors (Verrechnet) und der daraus  

resultierenden  theoretischen Kantenlänge () bei den verwendeten Dia -  

Schirm  - Abständen  17

Unterschiede  der Theoretischen und der gemessenen Kantenlänge.  17

5)  Fehlererrechnung  18

Messfehler  / Messtoleranz  18

Fehlerrechnung  für den Abstand zwischen Dia und Projektionswand  18

Fehlerbestimmung  der Vergrößerungsfaktoren (V) :  19

Fehlerbestimmung  der theoretischen Kantenlänge () :  20

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1) Einleitung:

Der Projektionsapparat ist ein Gerät mit dessen Hilfe von einer Bildvorlage (hier Diapositiv) ein reelles vergrößertes Bild auf einen Projektionsschirm projizieren werden kann.

Die Lichtquelle strahlt ein ungleiches Strahlenbündel aus, welches durch eine Sammellinse (Plankonvex-Linse), die als Kondensor dient, die Lichtstrahlen bündelt und in die Hauptebene des Objektivs abbildet. Mit Hilfe eines Objektivs (Biokonvexe Linse) wird von dem Diapositiv, ein vergrößertes, reelles aber umgekehrtes Bild auf der Bildebene abgebildet. Um von dem Dia ein Aufrechtes Bild auf die Bildebene zu projizieren muss das Diapositiv seitenverkehrt und auf dem Kopf stehend in den Projektor eingelegt werden. Die Diapositivgröße und die Schirmentfernung sind meistens vorgegeben, deswegen hängt die Größe des Bildes auf dem Schirm von der Brennweite der Objektivlinse ab. Je kürzer die Brennweite ist, umso größer wird das Bild des Diapositives.

Abbildungsgesetz

Abbildungsmaßstab

Für A < 1 ist das Bild kleiner als der Gegenstand, für A > 1 ist das Bild größer als der Gegenstand.

Abbildungsgleichung:

Bildweite:

Abbildungsmaßstab:

Umgestellte Formel:

2) Versuchsbeschreibung

Ein Durchlicht-Projektor hat die Aufgabe, ein transparentes Objekt (z.B. Diapositiv) vergrößert, scharf, verzeichnungsarm und lichtstark auf einem Schirm abzubilden, wobei diese Forderungen gleichmäßig über das ganze Bildfeld einzuhalten sind. Praktisch lassen sich diese Anforderungen über die Verknüpfung zweier Abbildungsfunktionen realisieren:

(1) Die vergrößerte, scharfe und verzeichnungsarme Abbildung des Objekts (Dia) mittels eines geeigneten Objekts auf einen Schirm

(2) die Abbildung der Lichtquelle in die Hauptebene des Objektivs

Diese Doppelfunktion lässt sich im einfachsten Fall mittels zweier Sammellinsen L1 (1) und L2 (2) realisieren, wobei das Diapositiv in der Nähe der Linse L1 stehen muss. (siehe Skizze des Versuchsaufbaus) Dieser Skizze lässt sich auch entnehmen, wie die gleichmäßige Ausleuchtung des Dias erreicht wird, obwohl als Lichtquelle eine Glühbirne mit ihrer ungleichmäßig leuchtenden Glühwendelstruktur Gl verwendet wird: Hierzu wurde das Strahlenbündel eingezeichnet, das den Objektpunkt P des Dias auf den Schirm als Bildpunkt P‘ abbildet. Die Strahlen dieses Bündels gehen aber, wenn man sie bis zum Glühwendel zurückverfolgt, von der ganzen Glühwendelfläche aus, sodass sich dessen hellere und dunklere Stellen herausmitteln. Dieser Effekt tritt für alle Objektpunkte P (⇒ Bildpunkte P‘) in Erscheinung.

Gleichzeitig lässt sich am Strahlengang erkennen, dass das projizierte Bild umso heller wird, je mehr Lichtstrahlen zur Abbildung beitragen, d.h. je größer der Öffnungswinkel der Strahlenbündel ist. Man wird also über die effektive Glühwendelfläche und den Abbildungsmaßstab des Kondensors (Linse L1) versuchen, die Objektivöffnung (Linse L2) mit dem Bild der Lichtquelle möglichst auszuleuchten, sofern das Objektiv hinreichend gut auf Abbildungsfehler korrigiert ist. Letzteres wird in unserem einfachen Versuchsaufbau nicht der Fall sein. Sie werden in diesem Versuch eine einfache Projektoranordnung konstruieren, aufbauen und testen. Beachten Sie dabei die Hinweise zu den Hauptebenen (HE)-Lagen der verwendeten Linsen. Da es sich um Einzellinsen handelt, bei denen auch außerparaxiale Strahlen zur Abbildung beitragen, macht sich insbesondere der Öffnungsfehler bemerkbar. Er lässt sich reduzieren, wenn die Linsenfläche mit dem kleinsten Krümmungsradius zur Seite mit der größten Objektbzw. Bildweite weist.

x Eine Projektionslampe (GI) mit justierbarer Glühlampenposition, x plankonvexe Kondensorlinse L1

x ein Diapositiv mit quadratischem Objektraster, Versatz des Dias

gegenüber der Haltermitte beachten,

x drei identische Objektivlinsen L2 (bikonvex), mit den Brennweiten

(f = 50, 100, 150mm)

x ein Projektionsschirm (S), ein Hilfsschirm aus steifem weißem Papier

(bitte selbst mitbringen)

x eine Irisblende x ein Stahllineal 500 mm x eine Schieblehre x eine Dreikantschiene von 2000 mm Länge