Работа 4б

Определение фокусных расстояний и главных плоскостей толстых линз.

1-й способ. На оптической скамье размещаются сетка, объектив, зрительная труба, установленная на бесконечность. Для установки трубы на бесконечность она наводится на какой-либо предмет, удалённый от неё на расстояние более 20 м; перемещением окуляра получают чёткое изображение предмета; в этом положении и фиксируется окуляр. Не рекомендуется при установке трубы на бесконечность использовать предмет, находящийся за оконным стеклом, так как в этом случае возможны ошибки за счёт непараллельности поверхностей стекла.

Проводится наблюдение глазом сетки через зрительную трубу и объектив; перемещением объектива (или сетки) получают чёткое изображение сетки в поле зрения трубы. При такой установке сетка находится в фокальной плоскости F₁ объектива (см. рис. 4); измеряется расстояние d₁ между указателем на рейтере, на котором расположен объектив, и сеткой.

Затем устанавливается сетка, объектив и экран таким образом, чтобы линейное увеличение было равно единице; в этом случае линейные размеры сетки y₁ и линейные размеры её изображения y₂ (см. рис.4) равны, ; измеряется расстояние d₂ между указателем рейтера объектива и сеткой.

Фокусное расстояние f₁=d₂d₁. Чтобы определить положение главной точки H₁, необходимо отрезок d₂d₁ отложить от фокальной плоскости в сторону объектива. Положения Н₁ и F₁ определяются относительно указателя на рейтере объектива.

Таким же способом определяются положения фокуса F₂ и главной плоскости Н₂; для этого объектив поворачивают к сетке другой стороной и проводятся те же самые манипуляции.

2-й способ. Измеряется линейное увеличение объектива y₂/y₁ (см. рис. 4) и расстояние от фокусов F₁ и F₂ до сетки и экрана  Х₁ и Х₂. Из подобия треугольников A₁F₁D₁ и F₁H₁C₁, A₂F₂D₂ и F₂H₂C₂ следует: .

Для определения фокусных расстояний необходимо измерить линейное увеличение и отрезки Х₁ и Х₂. Отрезок Х₂=d₄d₁ (d₄  расстояние между указателем на рейтере объектива и сеткой, d₁  измеренное расстояние в предыдущем способе). Аналогичным способом определяется и Х₁. Положение главных плоскостей определяется как указано в 1-м способе.

3-й способ. Как следует из формул, используемых во 2-м способе, линейное увеличение v₁=f/x₁, v₂=f/x₁, f=/(v₂^1v₁^1), =x₁x₁  перемещение сетки (или экрана) относительно объектива.

Для определения фокусного расстояния необходимо измерить смещение  и соответствующие значения линейных увеличений v₁ и v₂ . При проведении измерений необходимо брать такие значения , чтобы увеличения заметно отличались друг от друга. Определение положения главных плоскостей производится как указано в 1-м способе.

Задание

1. Измерить различными способами фокусные расстояния тонких линз.

2. Измерить фокусные расстояния объектива и определить положение главных плоскостей различными способами.

3. Изобразить графически схему объектива; указать на схеме расположение главных плоскостей и фокусов относительно указателя на рейтере.

4. Построить изображения в тонких и толстых линзах для различных положений предмета относительно фокальной плоскости.