По величине её перемещения

Принадлежности: Оптическая скамья, набор линз, осветитель, экран, измерительная линейка.

1. Определение главного фокусного расстояния

собирающей линзы

На оптической скамье могут перемещаться на ползунках: линза, экран, осветитель. На передней стенке осветителя имеется вырез, играющий роль объекта (предмета), изображение которого получается с помощью изучаемых линз. Приборы устанавливаются так, чтобы центры их лежали на одной высоте, плоскости экранов были перпендикулярно к длине оптической скамьи, а ось линзы – ей параллельна. Расстояние между приборами отсчитывается по шкале линейки, расположенной вдоль скамьи, при помощи указателей на ползунках.

Определение фокусного расстояния собирающей линзы производится тремя способами.

по величине её перемещения

Величины a и b нельзя определить точно в силу того, что в общем случае оптический центр линзы не совпадает с центром симметрии и найти его положение трудно. Способ Бесселя, пригодный как для толстых, так и для тонких линз, позволяет преодолеть указанную трудность.

Суть способа состоит в следующем. Если получить четкое обратное и увеличенное изображение предмета на экране, а затем не трогая предмет и экран получить его уменьшенное изображение, то будет справедлива следующая формула

(4)

где , и , .

Указания к выполнению работы:

1. Подготовить таблицу экспериментальных данных

2. Найти на экране уменьшенное изображение предмета и зафиксировать положение линзы O’

3. Изменяя положение только линзы, найти увеличенное изображение предмета и измерить расстояние d от зафиксированного прежнего положения линзы O’ до найденного её положения O” .

4. Измерить расстояние В от объекта A до экрана Э.

5. Смещая положение экрана, повторить пункты 1-3 еще 2 раза.

6. Вычислить по формуле (4) фокусное расстояние линзы и найти среднее арифметическое.

 

2. Определение главного фокусного расстояния

рассеивающей линзы.

Если на пути лучей, выходящих из точки А и сходящихся в точке D после преломления в собирающей линзе В, поставить рассеивающую линзу С так, чтобы расстояние СД было меньше её фокусного расстояния, то изображение точки А удалится от линзы В в точку Е. Тогда точка Е будет мнимым изображением точки А после прохождения лучей через линзу С.

Обозначая расстояния СЕ через а, СD через b и замечая, что f и b имеют отрицательные знаки, получим согласно формуле (2)

и (5)

 

 

Указания к выполнению работы:

1. Подготовить таблицу экспериментальных данных

№ измерения	b	a	f
cреднеарифметическое

2. Найти с помощью собирающей линзы четкое уменьшенное изображение предмета и зафиксировать положение экрана D.

3. Поставить между экраном и собирающей линзой рассеивающую линзу.

4. Отодвигая экран влево, и перемещая рассеивающую линзу найти изображение предмета.

5. Определить расстояние b от зафиксированного прежнего положения экрана D до рассеивающей линзы.

6. Измерить расстояние a от рассеивающей линзы С до нового положения экрана Э.

7. Изменяя положение собирающей линзы повторить пункты 1-5 ещё два раза.

8. Вычислить по формуле (5) фокусное расстояние рассеивающей линзы и найти среднее арифметическое.

 

Контрольные вопросы

1.Определения оптического центра, оптической оси, главных фокусов и фокальной плоскости линзы,

2.Связь оптической силы линзы с ее геометрией и материалом

3.Ход лучей в собирающей линзе

4.Ход лучей в рассеивающей линзе.

5.Действительное и мнимое изображение

6.Формула тонкой линзы.

7.Оптическая сила линзы.

8.Вывод формулы (3)

9.Вывод формулы (4)

10.Вывод формулы (5).

 

Литература

1. Курс физики //под ред. В.Н.Лозовского.- С-Пб., изд. Лань, 2001

2. Ландсберг Г.С. Оптика.- М., Гостехиздат, 1979.

3. Иверонова В.И. Физический практикум.- М., Наука, 1963.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Построение изображения

Для построения изображения точки в линзах достаточно построить три луча:

I луч проходит через центр линзы О, эта линия не преломляется и идет по прямой.

II луч проходит параллельно оси до плоскости линзы, затем преломляется и идет через второй фокус F₂

III луч идет через первый фокус F₁ до плоскости линзы, затем преломляется и проходит параллельно оси

Для построения изображения точки на зеркалах достаточно построить два луча:

I луч отражается от центра зеркала О симметрично оси зеркала

II луч (или продолжение линии)проходит параллельно оси до зеркала, затем отражается и идет через фокус F

А) Построение изображения через собирающую линзу

Объект дальше фокусного

Расстояния

Изображение обратное,

действительное,

увеличенное

Чем ближе объект к F, тем больше увеличение.

При положении объекта на расстоянии 2f от линзы, изображение будет симметрично ему, а увеличение 1:1.

При положении объекта на расстоянии > 2f от линзы, изображение будет уменьшенное.

Изображение прямое,

увеличенное ,

мнимое

Объект ближе

Фокусного

Расстояния

Чем ближе объект к F, тем больше увеличение.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: