Өлшеулер және нәтижелерді өңдеу

1. Шыны пластинканың шын қалыңдығы микрометрмен штрихтар бар жерде өлшенеді және оның мәні миллиметрмен алынады.

2. Шыны пластинканың h жалған қалыңдығы анықталады, ол үшін:

• Штрихтардың қиылысу жері құралдың оптикалық осінде жататындай етіп объектив астындағы микроскоп үстеліне пластинка қойылады;

• Тубусты қозғау арқылы пластинканың үстінгі(астынғы) бетіндегі штрихтың митроскоптағы анық бейнесі алынады. Осыдан кейін индикатор шкаласы 0-ге келтіріледі. Кіші тілдің көрсеткіші жазалып алынады;

• Пластинканың төменгі(жоғарғы) бетіндегі штрих бейнесі анық көрінгенге дейін микроскоп тубусы төмен қарай(жоғары қарай) қозғалтылады;

Индикатор шкаласының жаңа санағы пластинканың жалған қалыңдығын береді:

Мұндағы N – үлкен тілдің толық айналуларының саны. Ол кіші тілдің көрсеткіштерінің өзгерісіне тең (бүтін сандармен алғанда);

k – үлкен тілдің көрсеткіші.

2. Шынының сыну көрсеткіші есептеледі:

.

3. Пластинканың шын және жалған қалыңдығын өлшеу кем дегенде 3 рет жүргізілу керек; шынының сыну көрсеткішінің орташа мәні анықталады.

4. Барлық мәліметтерді кестеге енгізу керек:

№	H мм	h мм
1 2 3
Орташа мәндер

Бақылау сұрақтары

1. Микроскоптың ұлғайтуы дегеніміз не?

2. Микроскоптың сызықты ұлғайтуының формуласын қорытып шығару.

3. Микроскоп құрылысы және оның қолданысы.

4. Микроскоптағы және лупадағы сәулелердің жолын сызу.

5. Микроскоп ұлғайтуының тәжірибелік анықталуы қалай жүргізіледі.

6. Қарастырып отырған жағдай үшін шынының сыну коэффициентін анықтауға қажетті формуланы қорытып шығару.

№12 Зертханалық жұмыс жұқа линзаның бас фокус аралығын анықтау

Жұмыстың мақсаты: жұқа линзаның фокус аралығын анықтаудың кейбір тәсілдерімен танысу.

Құрал жабдықтар: оптикалық үстелше, жарық көзі, экран, жинағыш линза.

Теориядан қысқаша мәлімет

Линза – оптикалық кескіндер алуға арналған оптикалық құралдардың негізгі элементі болып табылады. Линза екі жағынан сфералық бетпен шектелген оптикалық мөлдір дене. Егер осы беттердің О₁О₂ аралығы (1 сурет) қисықтық радиусынан көп кіші болса, линза жұқа линза деп аталады. Мұндай жағдайда олардың О₁ и О₂ төбелерін линзаның оптикалық центрімен О сәйкес келеді деп қарастыруға болады. Линзаның оптикалық центрі арқылы өтетін ось бас оптикалық ось деп аталады ( РР¢түзуі, 1сурет).

Сур.1

Егер жарық сәулесін бас оптикалық оське параллель бағыттасақ сынғаннан кейін F₁ және F₂ нүктелері арқылы өтеді. ( 1, а сурет). Егер линзада сынғаннан кейін F₁ және F₂ нүктелері арқылы (бас фокустар), оның таралу бағытына қарсы сәулелердің сынған бағытындағы жолының жалғасын жүргізсек, онда мұндай линза шашыратқыш линза деп аталады. ( 1, б сурет).

Линзаның оптикалық центрі мен оның бас фокусының арасы (f₁ және f₂ аралығы) линзаның бас фокус аралықтары деп аталады. Егер линза екі жағынан да бірдей ортамен (ауа) шектелсе, онда олар бір-біріне тең f₁ = f₂ = f.

Тәжірибелік қондырғы және фокус аралығын өлшеу әдістері

Жұқа линзалардың бас фокус аралығын әр түрлі тәсілдермен өлшеуге болады. Бұл мақсатта 2 суретте көрсетілген қондырғы қолданылады. Қондырғы 1 үстелшеден, онда арнайы ұстағыштардың 2 көмегімен 3 жарық көзі, зерттелетін линза 4 және экран 5 орналастырылады. Оптикалық үстелше жарық көзінің, линзаның және экранның орнын анықтайтын шкаламен жабдықталған. Дене ретінде жарық көзінің алдында орналасқан экранға проекциясы түсетін тор 6 қолданылады.

Оптикалық үстелшеде орналастырып жинағыш линзаның экранда шын кескінін аламыз. Осы кездегі сәулелердің линзадағы жолы 3 суретте көрсетілген.

, (1)

мұндағы f – линзаның бас фокус аралығы; а – денеден линзаның оптикалық центріне дейінгі ара қашықтық; b – кескіннен линзаның оптикалық центріне дейінгі ара қашықтық.

(1) теңдеуден:

. (2)

(2) формула жұқа жинағыш линзаның бас фокус аралығын анықтау үшін жұмыстық формула болып табылады. Ол үшін а және b ара қашықтықтарын өлшеу жеткілікті. Денеден және кескіннен линзаның оптикалық центріне дейінгі қашықтықты өлшеу кезінде, линзаның қалыңдығындай шамаға қателесеміз. Сондықтан жұқа линзаның бас фокус аралығын анықтау, оның өзінің қалыңдығындай дәлдікпен анықталуы мүмкін.

Ғылыми тәжірибе іс жүзінде жұқа жинағыш линзаның бас фокус аралығын анықтау үшін Бессел әдісі жиі қолданылады. Осы әдісті қарастырайық.

Дене мен экранның ара қашықтығы 4f – тен артық болсын. Осы кезде экранда анық кескін алынатын линзаның екі түрлі (сурет. 4) жағдайы болады, (бір жағдайда үлкейтілген, екіншісінде – кішірейтілген). Екі жағдайда да дененің кескіні бір линзамен алынатындықтан (1) формуладан төмендегідей жазуға болады

(3)

немесе

. (4)

4 суреттен

а₁ + b₁ = а₂ + b₂ = L; (5)

а₁ – b₁ = а₂ – b₂ = l. (6)

(5) –ті ескерсек, (4) өрнек мынадай түр қабылдайды

а₁b₁ = а₂b₂, (7)

немесе, а₂ және b₂ (6) өрнектен 1 арқылы өрнектесек, мынаны аламыз

а₁b₁ = (l + а₁)(b₁ – l), (8)

бұдан

b₁ - а₁ = l. (9)

Сонымен, (5) және (9) ескеріп, теңдеулер жүйесін құрамыз:

(10)

шешіп, мынаны аламыз:

. (11)

а₁ және b₁ мәндерін (3) формулаға қойып, табамыз

. (12)

(12) формула Бессел әдісі бойынша жинағыш линзаның бас фокус аралығын анықтайтын жұмыстық формула болып табылады.