Вказівки до виконання лабораторної роботи. Лабораторна робота № 23. Визначення фокусної відстані, оптичної сили та радіусу кривизни збиральної лінзи

Лабораторна робота № 23. Визначення фокусної відстані, оптичної сили та радіусу кривизни збиральної лінзи

Мета роботи – визначити оптичні характеристики збиральної
лінзи.

Для виконання лабораторної роботи необхідно вивчити такий теоретичний матеріал: основні закони геометричної оптики; заломлення сферичною поверхнею; зображення предметів за допомогою тонких лінз.

[1, т.3, §§ 2.1, 2.3, 2.4; 2, §§ 165, 166; 3, розд. 8, §§ 2; 4, т.2, §§ 115; 117; 5, § 92]

Фокусна відстань лінзи – це відстань між головною точкою та фокусом лінзи. Положення головних точок уявні, тому їх можна визначити тільки дослідним шляхом. Таким чином, безпосереднє вимірювання відстані від лінзи до фокуса не дає точного значення фокусної відстані.

Існує декілька способів визначення фокусної відстані та оптичної сили лінзи, але найточніший з них – спосіб Бесселя. За цим способом можна отримати точні величини як для тонких, так і для товстих лінз (у даному випадку товщина лінзи не має значення).

Якщо відстань від предмета ВС до екрана перевищує 4 f (A > 4 f) (рис. 23.1), то при різних положеннях лінзи можна отримати зменшене В ^/ С ^/ або збільшене В ^// С ^//

зображення предмета.

З формули лінзи:

визначаємо

, (23.1)

а з рисунку 23.1 видно, що для першого положення лінзи І:

; ; .

Підставляючи ці значення у (23.1),і отримаємо:

. (23.2)

Для другого положення лінзи ІІ: ; .

Тоді:

. (23.3)

Порівнюючи праві частини рівнянь (1.3.2) і (1.3.3), маємо:

. (23.4)

Слід нагадати, що x – відстань від лінзи до екрана у другому випадку, а в першому – відстань від предмета до лінзи. Вираз (23.4) вірний для обох випадків.

Таким чином, перше та друге положення лінзи симетричні відносно середини відстані між предметом та екраном. З цього випливає, що для першого положення лінзи:

, .

Підстановка цих значень у формулу (23.3) дає:

. (23.5)

Обчислення радіуса кривини здійснюється за формулою лінзи:

. (23.6)

Тоді

. (23.7)

Прилади: на оптичній лаві позитивна лінза з однаковими радіусами кривизни, предмет у вигляді стрілки в отворі освітлювача, екран. Вздовж оптичної лави закріплено вимірювальну рейку.

Дата добавления: 2014-11-07