Лабораторная работа № 25 Экспериментальное определение оптической силы и фокусного расстояния собирающей линзы. Цель работы: научиться получать и графически строить изображения в…
Лабораторная работа № 25 Экспериментальное определение оптической силы и фокусного расстояния собирающей линзы. Цель работы: научиться получать и графически строить изображения в собирающей линзе. Определить оптическую силу линзы. Оборудование: лампочка накаливания, диапозитив со стрелкой, две линзы с разными фокусными расстояниями, измерительная лента, источник тока, выключатель, соединительные провода, направляющая рейка, экран. Теоретическая часть Уравнение тонкой линзы имеет вид: (10.1) (10.2) D – оптическая сила линзы, F – её фокусное расстояние, Рис. 10.1. Изображение в тонкой линзе d – расстояние от предмета до оптического центра линзы, f – расстояние от изображения до оптического центра линзы. Это уравнение позволяет рассчитать расстояние от источника до изображения, если известны фокусное расстояние линзы и расстояние от предмета до линзы. Ход работы 1. Соберите электрическую цепь согласно рис. 10.1. Рис. 10.1. Схема оптической установки 2. Поместите лампочку и экран на края направляющей рейки. Между ними установите линзу. 3. Включите лампочку и передвигайте линзу до тех пор, пока на экране не возникнет чёткое изображение спирали. Получите при разных положениях линзы два изображения спирали: одно увеличенное, другое уменьшенное. 4. Для первых измерений выберите вариант с уменьшенным изображением предмета. 5. Измерьте расстояния d и f. 6. При неизменном расстоянии d сдвиньте экран и затем, перемещая его, снова получите изображение предмета. Измерьте f. Повторите подобное измерение ещё раз. 7. Результаты измерения занесите в таблицу10.1. Таблица 10.1 Значения d и f приуменьшнном изображении предмета. № опыта d, м f, м 1 0,7 0,1 2 0,72 0,08 3 0,12 068 Расчёты d + fcp d · fcp D1, дптр D1ср, дптр F1,м F1ср,м (10.3) (10.4) 8. Для вторых измерений выберите вариант с увеличенным изображением предмета. 9. Измерьте расстояния d и f, запишите результаты в таблицу10.1. 10. При неизменном расстоянии d сдвиньте экран и затем, перемещая его, снова получите изображение предмета. Измерьте f. Повторите подобное измерение ещё раз. 11. Значения занесите в таблиц 10.1. 12. Произведите обработку результатов, используя формулы 10.3 – 10.4, результаты занесите в таблицу 10.2. Таблица 10.2 Значения d и f при увеличенном изображении предмета. № опыта d, м f, м 1 0,05 0,45 2 0,46 0,04 3 0,06 0,44 Расчёты d + fcp d · fcp D2, дптр D2ср, дптр F2,м F2ср,м (10.3) (10.4) 13. Сделайте вывод: проанализируйте, как вы получили два изображения предмета при одном и том же расстоянии между предметом и экраном.
Для успешной подготовки к лабораторной работе по определению оптической силы и фокусного расстояния собирающей линзы, выполните следующие шаги:
- Приступите к сборке электрической цепи согласно схеме на рисунке 10.1.
- Разместите лампочку и экран на краях направляющей рейки. Установите линзу между ними.
- Включите лампочку и перемещайте линзу до получения четкого изображения спирали на экране. Зафиксируйте два изображения спирали - одно увеличенное, другое уменьшенное.
- Для первых измерений выберите вариант с уменьшенным изображением предмета.
- Измерьте расстояния d и f при уменьшенном изображении предмета и запишите результаты в таблицу 10.1.
- Подвигайте экран при неизменном расстоянии d и измерьте f еще раз.
- Выполните расчеты согласно формулам 10.3 и 10.4 и запишите результаты в таблицу 10.2.
- Для вторых измерений выберите вариант с увеличенным изображением предмета.
- Повторите измерения расстояний d и f при увеличенном изображении предмета и запишите результаты в таблицу 10.1.
- При неизменном расстоянии d измерьте f еще раз, сдвигая экран.
- Выполните расчеты согласно формулам 10.3 и 10.4 и запишите результаты в таблицу 10.2.
- Проанализируйте полученные значения и сделайте вывод о том, как были получены два изображения предмета при одном и том же расстоянии между предметом и экраном.
Уделите внимание точности измерений, правильному выполнению расчетов и анализу полученных результатов для сформулирования выводов. Успехов в проведении лабораторной работы!
