По расстоянию до предмета и его изображения от линзы

Лабораторная работа №3.

Определение главного фокусного расстояния линз

Цель: Изучение законов линейной оптики

Задача: Усвоение принципов построения изображения в тонкой линзе

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.

Способ 1. Определение фокусного расстояния

по расстоянию до предмета и его изображения от линзы

Оптическая сила линзы D – величина, обратная фокусному расстоянию f, выраженному в м. Оптическая сила определяется в диоптриях.

(1)

где n - оптическая плотность материала (стекла);

R₁ и R ₂ – радиусы кривизны передней и задней поверхностей линзы, м.

Для оптических приборов используются специальные, так называемые тяжелые стекла – кроны и флинты, имеющие высокую оптическую плотность

Если обозначим под a и b расстояния до предмета и его изображения от оптического центра линзы соответственно, то главное фокусное расстояние линзы выразится формулой

или (2)*

* Эта формула справедлива только для тонких линз.

Указания к выполнению работы:

1. Подготовить таблицу экспериментальных данных

№ измерения	a	b	f
cреднеарифметическое

2. Поместить экран на достаточно большом расстоянии от предмета.

3. Поставить линзу между ними и двигая её получить на экране четкое уменьшенное изображение предмета.

4. Измерить расстояния между предметом и линзой a, между изображением и линзой b.

5. Изменяя положение экрана сделать ещё два измерения.

6. Вычислить по формуле (2) фокусное расстояние линзы и найти среднее арифметическое.

Способ 2. Определение фокусного расстояния линзы

по величине предмета и его изображения

Обозначим величину предмета l, величину его изображения L. Эти величины связаны между собой соотношением

Используя формулу (1), получим (3)

Указания к выполнению работы:

1. Подготовить таблицу экспериментальных данных

№ измерения	b	l	L	f
cреднеарифметическое

2. На экране получить увеличенное изображение предмета.

3. Измерить расстояние от изображения до линзы b, величины предмета l и изображения L.

4. Изменяя положение экрана сделать ещё 2 измерения.

5. Вычислить по формуле (3) фокусное расстояние линзы и найти среднее арифметическое.

Дата добавления: 2015-08-27