ИЗУЧЕНИЕ ПОГРЕШНОСТЕЙ ЛИНЗ

Цель работы: экспериментальное определение фокусных расстояний тонких линз. Исследование погрешностей линз.

Приборы и принадлежности: оптическая скамья с делениями, две линзы (выпуклая и вогнутая) на ползунках, белоснежный экран на ползунке, диафрагмы. Предметом является диафрагма в виде стрелки, вставленная в осветитель. На всех ползунах имеются визирные метки, при помощи которых фиксируется ИЗУЧЕНИЕ ПОГРЕШНОСТЕЙ ЛИНЗ их положение и относительно шкал.


Упражнение 1. Определение фокусного расстояния положительной линзы.

Есть разные методы практического определения фокусного расстояния линзы.

Для определения фокусного расстояния собирающей линзы употребляется способ конкретного измерения. На оптической скамье устанавливают осветитель 1 с предметной диафрагмой 2 и экран 3 на расстоянии 100 - 150 см друг от друга. Меж ними помещают рейтер с собирающей ИЗУЧЕНИЕ ПОГРЕШНОСТЕЙ ЛИНЗ линзой L1 (линза L2 в этом опыте не употребляется).

1-ый метод. По величине расстояния от предмета и его изображения до линзы.

Включите осветитель и расположите на оптическую скамью выпуклую линзу на ползунке и экран. Перемещая линзу L1, находят такое ее положение, при котором выходит более резкое изображение предмета − стрелки. По ИЗУЧЕНИЕ ПОГРЕШНОСТЕЙ ЛИНЗ шкале оптической скамьи определяют расстояния d и f (рис. 8) и вычисляют фокусное расстояние F по формуле (1.6):

Направьте внимание на знаки величин f и d.

Расстояния, отложенные на право от линзы, будем считать положительными, а расстояния, отложенные на лево от линзы – отрицательными. Если знаки d и f схожи ИЗУЧЕНИЕ ПОГРЕШНОСТЕЙ ЛИНЗ, то изображение будет надуманным.

Опыт проводят 4 - 6 раз как для уменьшенного, так и для увеличенного изображения предмета. Результаты вносят в таблицу.

№ опыта d f F ∆F ∆F/F
Средние значения

2-ой метод. Способ Гаусса-Бесселя.

Фокусное расстояние определяется по формуле Гаусса-Бесселя

(1.7)

Нужно измерить две величины L и b (L-расстояние от ИЗУЧЕНИЕ ПОГРЕШНОСТЕЙ ЛИНЗ предмета до экрана, b - расстояние меж 2-мя положениями линзы, дающими увеличенное и уменьшенное изображения). Пользуясь формулой (1.7), можно найти фокусное расстояние не только лишь одной линзы, да и системы линз.

Если установить экран на расстоянии L от предмета, при этом L>4F, то найдутся 2 положения линзы, при которых на дисплее выходит ИЗУЧЕНИЕ ПОГРЕШНОСТЕЙ ЛИНЗ ясное изображения предмета. В одном случае изображение будет уменьшенным, а в другом – увеличенным.

Если обозначить расстояние меж этими 2-мя положениями линзы через b, то из характеристики сопряженности положений предмета и изображения следует, что в одном случае

и ,

а в другом напротив. Если значения d1 и d2 подставить ИЗУЧЕНИЕ ПОГРЕШНОСТЕЙ ЛИНЗ в формулу

,

то можно найти фокусное расстояние выпуклой линзы

Для определения фокусного расстояния выпуклой линзы расположите экран на скамью на расстояние L>4F от предмета. Расположите меж предметом и экраном выпуклую линзу и получите ясное изображение стрелки поначалу уменьшенное, позже – увеличенное (не смещая экрана) и обусловьте расстояние b меж этими положениями линзы.

Обусловьте ИЗУЧЕНИЕ ПОГРЕШНОСТЕЙ ЛИНЗ главное фокусное расстояние линзы по формуле Гаусса-Бесселя. Повторите опыт 3 раза и обусловьте среднее значение F.

N0 L b F DF c, % F±DF
1.
2.
3.

При работе направьте внимание на то, чтоб свет проходил через линзы (центровка системы).

Упражнение 2. Определение фокусного расстояния отрицательной линзы.

Отрицательная линза всегда дает надуманное ИЗУЧЕНИЕ ПОГРЕШНОСТЕЙ ЛИНЗ изображение. Эту трудность преодолевают внедрением вспомогательной собирающей линзы. Фокусное расстояния вогнутой линзы L1 определяют последующим образом: при помощи выпуклой линзы получают точное уменьшенное изображение (упр. 1).

Относительно шкалы оптической скамьи фиксируют положение экрана.

Потом меж положительной линзой и экраном помещают отрицательную линзу L2 впритирку к положительной и определяют расстояние f (расстояние ИЗУЧЕНИЕ ПОГРЕШНОСТЕЙ ЛИНЗ меж отрицательной линзой и экраном). Удаляя экран от негативно линзы, снова получают точное увеличенное изображение предмета.

Вследствие обратимости хода лучей можно рассматривать лучи, дающие изображение A1B1, как лучи распространяющиеся от предмета A2B2. Тогда изображение A1B1 − есть надуманное изображение предмета A2B2, потому расстояние от линзы ИЗУЧЕНИЕ ПОГРЕШНОСТЕЙ ЛИНЗ L2 до A1B1 равно f, а от линзы L2 до A2B2 − равно d. Эти величины измеряются конкретно при проведении опыта.

Беря во внимание, что f имеют в этом случае отрицательный символ, напишем формулу линзы 1.6

Откуда

По этой формуле фокусное расстояние находят 3 раза.

Упражнение 3. Сферическая аберрация.

Для определения продольной ИЗУЧЕНИЕ ПОГРЕШНОСТЕЙ ЛИНЗ сферической аберрации S = OS``- OS` нужно ограничивать световой пучок, вставляя в оправу линзы круглую либо кольцевую диафрагму.

Получив увеличенное изображение предмета (упр. 1) при помощи положительной линзы, направляя луч света попеременно в круглую и кольцевую диафрагму и перемещая экран относительно линзы, получают резкое изображение предмета для каждого варианта. Для ИЗУЧЕНИЕ ПОГРЕШНОСТЕЙ ЛИНЗ 2-ух случаев определяют расстояние от линзы до экрана. Получают OS` (для круглой) и OS`` (для кольцевой) диафрагм.

Разность S=OS``-OS` и есть величина сферической аберрации.

Измерения сделать 2-3 раза и результаты занести в таблицу:

OS’’ OS’ S DS с,% S±DS, см
1.
2.
3.

Проанализировать приобретенные результаты сделать выводы.


Лабораторная работа ИЗУЧЕНИЕ ПОГРЕШНОСТЕЙ ЛИНЗ № 2


izuchenie-motivacii-dostizheniya-uspehov.html
izuchenie-napravlennosti-lichnosti-studenta-v-processe-uchebno-trudovoj-deyatelnosti.html
izuchenie-ne-zavisimih-sposobov-perezhivaniya-stressa.html