Ход выполнения лабораторной работы

Теоретическая часть

Линза представляет собой прозрачное, обычно стеклянное тело, ограниченное двумя сферическими поверхностями.В частном случае одна из поверхностей может быть плоской (рис. 1).

Для нахождения оптической силы и фокусного расстояния будем использовать формулу тонкой линзы (тонкая линза – это линза, толщиной которой можно пренебречь по сравнению с меньшим из радиусов кривизны, ограничивающих линзу поверхностей):  (1), где F – фокусное расстояние линзы, d – расстояние от предмета до линзы, f – расстояние от линзы до изображения (рис.2).

Таким образом, измеряя расстояния d и f и, применяя формулу тонкой линзы (1), можно экспериментально определить фокусное расстояние F линзы.

Величину, обратную фокусному расстоянию, называют оптической силой линзы. Ее обозначают буквой D:   (2).Оптическую силу D выражают в диоптриях (дптр). Для собирающих линз D > 0, для рассеивающих D < 0.

 

Вычисления и измерения

Опыт №1

1. Расположите лампу, линзу и экран вдоль одной прямой как показано на рис. 3.

2. Включите лампу и, плавно перемещая линзу, добейтесь получения на экране четкого изображения светящейся нити лампы.

3. Для линзы можно найти два таких положения. Найдя одно из них, расположенное, например, ближе к лампе, переместите линзу к экрану и найдите для нее вто­рое положение, при котором на экране вновь появляется резкое изображение нити лампы. Измерьте при помощи линейки расстояния от лампочки до линзы d и от линзы до экрана f в каждом из двух случаев.

4. По формуле тонкой линзы (1) рассчитайте фокусное расстояние линзы F.    

5. Вычислите оптическую силу линзы D.

 

1. d = _________; f = _________; F=________________=_________; D =_________=_________;

2. d = _________; f = _________; F=________________=_________; D =_________=_________;

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

2

Лабораторная работа № 20

Опыт №2

Фокусное расстояние собирающей линзы можно определить, получив с помощью линзы на экране изображение далеких предметов (предметов, расположенных на расстоянии, значительно превышающем фокусное расстояние). В этом случае лучи, исходящие от предметов, можно считать параллельными друг другу, и поэтому фокусное расстояние линзы примерно равно расстоянию от линзы до

изображения ; →  →  → .

1. Расположите экран перпендикулярно потоку света от окна. Поставьте перед экраном собирающую линзу. Перемещая линзу относительно экрана, получите на экране четкое изображение далеких предметов – домов, деревьев, видимых через окно.

2. Измерьте расстояние от линзы до изображения f.

3. Рассчитайте фокусное расстояние линзы F оптическую силу линзы D:

f = _________; F =________________=_________; D =_________=_________;

4. По результатам двух опытов рассчитайте средние значения фокусного расстояния и оптической силы линзы:

F _ср =________________=_________; D _ср =________________=_________;

Результаты измерений и вычислений занесите в отчетную таблицу 1.

Таблица 1 – Результаты измерений и вычислений

№	f, м	d, м	F, м	Fср, м	D, дптр	Dср, дптр	ΔD, дптр
1
2
3

5. Рассчитайте абсолютную погрешность измерения оптической силы линзы ΔD по формуле: , где Δ₁ и Δ₂ – абсолютные погрешности при измерении d и f: Δ₁= ; Δ₂=h, h – толщина линзы, h=5мм.

Окончательный результат запишите в виде: D_cр–ΔD≤D≤ D_cр+ΔD

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

 

6. Обобщите полученные результаты. Сделайте вывод по проделанной работе.

Вывод: ______________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

Контрольные вопросы

1. Что называется главным фокусом линзы? Фокусным расстоянием линзы?

2. Почему при определении фокусного расстояния линзы в опыте №2 мы пользуемся предметами, расположенными на улице, а не предметами, расположенными в кабинете?

Ответы: