569
.pdf- 31 -
---
I(4f, )~
4f = t р.n V~~(n-1) . |
n=5, |
р=0,95 |
|
Задание 2. Определение фокусного расстояния по линейному
увеличению и расстоянию от линзы до изображения.
1)Установите рейтер с собирающей линзой на расстоянии 2025 см от сетки-осветителя.
2)Включите лампочку стрелки-осветителя.
3)Перемещайте по оптической скамье экран с метрической
стрелкой до получения четкого изображения стрелки на экране.
4) Определите размер изображения стрелки, полученного на
экране (h').
5) Определите расстояние от линзы до экрана с изображением
стрелки (Ь).
6) Рассчитайте |
линейное |
увеличение |
h' |
(k =-), созданное |
|||
|
|
|
h |
линзой (h = 1,8 см - |
размер стрелки осветителя). |
||
7) Определите фокусное расстояние по формуле |
|||
|
I= |
ь |
(1.4) |
|
(k+l) |
||
|
|
||
8) Измените первоначальное положение линзы на оптической
скамье и, получив четкое изображение стрелки перемещением
экрана вдоль оптической скамьи, выполните операции.
соответствующие пл 4-7.
www.mitht.ru/e-library
-32-
9)Повторите указанные действия пять раз и полученные
результаты занесите в табл. 1.2.
Таблица 1.2
N2N2 |
Полож. |
Полож. |
|
.г---- |
|
|
k =_.- |
|
|
г-- |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
п/п |
|
~KpaHa х |
Ь=Х2- Х1 |
|
h |
h' |
|
11' |
f |
|
|
М |
|||
линзы Х1 |
|
|
h |
|
|
||||||||||
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||
1 |
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
2 |
|
|
|
|
I |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
з |
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
4 |
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
5 |
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
ер |
- |
- |
- |
|
1,8см |
- |
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
Задание |
3. Определение |
фокусного |
расстояния |
по |
|||||||||||
перемещению линзы.
1) Закрепите экран с сеткой на оптической скамье относительно
стрелки-осветителя на расстоянии L. большем 4' (о величине
фокусного расстояния линзы Вы можете судить по заданиям 1; 2).
2) Включите лампочку стрелки-осветителя.
3) Перемещайте линзу, закрепленную на рейтере и
расположенную на оптической скамье между стрелкой-осветителем
иэкраном, до тех пор, пока не получите четкое уменьшенное
изображение стрелки на экране.
4) Отметьте положение линзы на оптической скамье (Х2)
относительно стрелки-осветителя.
5) Получите с помощью перемещения четкое увеличенное
изображение стрелки на экране.
www.mitht.ru/e-library
-зз-
6)Отметьте положение линзы на оптической скамье (Х1)
относительно стрелки-осветителя.
7) Определите расстояние' = (Х2 - Х1) между полученными
двумя положениями линз, дающих четкие изображения стрелки на
экране. |
|
8) Рассчитайте фокусное расстояние по формуле |
|
L2 _12 |
(1.5) |
/=-4[' |
9) Измените положение экрана относительно стрелки
осветителя, сохраняя соотношение L>4f.
10) Перемещайте линзу, повторяя операции, соответствующие
п.n. 3-8.
11) Выполите действия, указанные в п.n. 9-10 пять раз, и
полученные результаты занесите в mабл. 1.3.
Таблица 1.3
~NQ |
|
Полож. |
Полож. |
|
L =ХзХО |
|
Полож. |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
линзы |
L = X2-Xj |
f |
Ы |
|
|||||||||||
п/п |
предмета |
|
|
|
|
|
||||||||||||
экрана хз |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
ХО |
|
|
|
._--- |
|
Х1 |
|
Х2 |
|
|
|
|
|
||
1 |
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
I ~ |
|
- |
|
|
II |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
-- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
=I |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
ьц |
|
|
- |
|
__ JI. |
- |
|
|
-- |
|
|
I |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
I - |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
с |
1 .... |
|
|
|
|
|
1- |
|
|
|
'--=--+.~=..L~ |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
www.mitht.ru/e-library
-34-
12)Определите среднее значение фокусного расстояния линзы по результатам, полученным при выполнении всех трех заданий.
Задание 4. Определение фокусного расстояния
рассеивающей линзы.
1) Внесите в установку дополнение в соответствии со схемой
1.3.
2) Расположите собирающую линзу; закрепленную на рейтере,
на оптической скамье на отметке 45-47 см и зафиксируйте ее в
этом положении.
3) Расположите рассеивающую линзу, закрепленную таюке на
рейтере, на отметке 60-70 см и отметьте положение линзы (Х1),
4) Перемещайте экран по оптической скамье до получения
четкого изображения стрелки на экране и отметьте положение
экрана на скамье (хз).
5) Определите расстояние между экраном и рассеивающей
линзой
а=(хз - Х1).
6)Уберите держатель с рассеивающей линзой со скамьи.
7)Перемещайте рейтер с экраном до получения четкого
изображения стрелки, созданного собирающей линзой.
8) Отметьте положение экрана (Х2) и определите расстояние от
этого положения экрана до отметки, где располагалась
рассеивающая линза (Ь = Х2 - Х1),
www.mitht.ru/e-library
-35-
9)Рассчитайте фокусное расстояние линзы по формуле
j= аЬ .
(Ь - а)
10) Измерьте положение обеих линз в указанных интервалах
(СМ. п.n. 2-3).
11)Отметьте новое положение рассеивающей линзы на
оптической скамье.
12)Выполните операции в соответствии с п.n. 4-9.
13)Повторите действия, указанные в n.п. 10-12, пять раз и
полученные результаты занесите в табл. 1.4.
14) Выведите самостоятельно формулу, используемую Вами
для определения фокусного расстояния линзы.
Таблица 1.4
N2Ns |
Полож. |
|
|
Полож. |
Полож. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
расс. |
|
|
а |
= Xz- Х1 |
Ь = хзХ1 |
f |
ом |
|||||||
|
|
|
экрана Xz |
экрана хз |
|||||||||||
n/n |
линзы Х1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
5 |
|
|
|
|
|
|
.._ f ---..._ - |
-- . |
|
|
|
- ..- |
|||
~ |
|
|
- |
I |
- |
-- ' - -.L. |
|
- . |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
.. |
|
|
|
|
|
-- . _ . .. |
|
|
- |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
www.mitht.ru/e-library
- 36-
1.6. Контрольные вопросы
1.Какие линзы относятся к разряду тонких?
2.Начертите ход лучей 8 установке для определения фокусного
расстояния рассеивающей линзы.
3. Как изменится оптическая сила линзы, используемой Вами, если
еепоместить в воду?
4.Чем отличается действительное изображение от мнимого?
5.Начертите ход лучей в установке для определения фокусного
расстояния собирающих линз.
Библиографический список
Савельев И.В. Курс общей физики. М.: Наука т.2 1978480 с (§
115-117).
Сивухин Д.В. Общий курс физики. Оптика. М.: Наука ТА 1980
752 с (§ 8-12).
www.mitht.ru/e-library
- 37-
Вывод формулы (1.3)
Из подобия треугольников АВО и А'В'О находим и AOF и A'B'F
АВ а
А'В' =ь;
из подобия треугольников AOF и A'B'F-
АВ |
= |
j |
А'В' |
Ь- f |
Следовательно: ~= ~; аЬ- а!= bj; аЬ= Ь/+ а!.
Ь Ь- j |
|
|
|
|
Разделив на аЬ" получим |
1 |
1 |
1 |
аЬ |
- |
= - |
+ - ; или / |
= -- . |
|
|
j |
а |
Ь |
а+Ь |
Вывод формулы (1.4)
из формулы (2)
(1)
(2)
А'В' |
Ь- / |
k/=b-/; /(1 + k)= Ь. |
К=-=--··· |
||
АВ |
(' |
|
Ь
/ = l+k
www.mitht.ru/e-library
- 38-
Вывод формулы (1.5)
А |
а |
Ь. |
|
|
В
А ~~------------ |
~-------- |
~~--~ |
. В'
В ~-----------r----~~~~
1 Д'
1
I
I
I
.1I1
L
Рис. 1.5
Дано: L, 1.
Найти: f.
111 |
(1) |
-+-=- |
|
а\ Ь\ f |
|
а1 + Ь1 = L |
(2) |
Из принципа обратимости лучей (если пустить справа налево)
получим:
а1 = Ь2 И Ь1 = а2;
т.о. Ь1= Ь2 + 1= а1 + 1
Следовательно,
www.mitht.ru/e-library
- 39-
ыI - аl |
(3) |
Решаем совместно (1), (2) и (3) ур-я.
Нужно выразить f через L и исключить аl и ы1.
Сложим (2) и (3): 2Ь1 =L + I
Вычтем из (3) и (2): 2а1 =L - |
I |
|
|
|
||
Следовательно: а) |
|
L-Z |
Ь) = |
L+Z |
|
|
= -- ; |
2 |
|
||||
|
|
2 |
|
|
|
|
Подставим в (1): f |
= |
а Ь |
= |
2(L + IXL -/) |
L2 _12 |
|
1 1 |
4(L+I+L-z) |
=--- |
||||
|
|
а) +Ь} |
|
4L |
||
www.mitht.ru/e-library
В.М. Капитонов, В.М. Колосов
Изучение nоглощения света в жидкостях с
помощью
фотометра (ОГ4). Определение фокусных расстояний
собирающих и рассеивающих линз (ОГб).
(Учебно-меmодическое пособие)
Гл. редактор В. д. Капкин
Подписано в печать /7: //2tJt>!lФормат 60х90/16
Бумага офсетная. Гарнитура Arial суг. Печать
офсетная. Уч.-изд.Л |
.. .I;.~....... .. |
Тираж.. .~t?Q. '" |
Заказ N2 |
~14' |
|
Издательско-полиграфический центр митхт.
117571 Москва, пр. Вернадского 86.
www.mitht.ru/e-library