Определение оптической силы линзы и фокусного расстояния собирающей линзы.
Цель: научиться на практике, получать изображения с помощью двояковыпуклой линзы и находить фокусное расстояние.
Оборудование:линейка, два прямоугольных треугольника, длиннофокусная собирающая линза, лампочка на подставке с колпачком, источник тока, выключатель, соединительные провода, экран, направляющая рейка.
Порядок выполнения.
Собрать электрическую цепь, подклю чив лампочку к источнику тока через выключатель.
Поставить лампочку на край стола, а экран – у другого края. Между ними поместить линзу, включить лампочку и передвигать линзу вдоль рейки, пока на экране не будет получено резкое изображение светящейся буквы. Для уменьшения погрешности измерений, связанной с настройкой на резкость, целесообразно получить уменьшенное изображение.
Измерить расстояния d и f, обратив внимание на необходимость тщательного отсчета расстояний. При неизменном d повторить опыт несколько раз, каждый раз заново получая резкое изображение. Вычислить fср, Dср, Fср. Результаты измерений расстояний занести в таблицу №15.
Абсолютную погрешность ΔD измерения оптической силы линзы можно вычислить по формуле ΔD=Δ1/d2+Δ2/f2, где Δ1 и Δ2 – абсолютные погрешности в измени d и f.
При определении Δ1 и Δ2 следует иметь в виду, что измерение расстоянии d и f не может быть проведено с погрешностью, меньшей половины толщины линзы h.
Так как опыты проводятся при неизменном d, то Δ1=h/2. Погрешность измерения f будет больше из-за неточности настройки на резкость примерно еще на h/2. Поэтому Δ2=h/2+h/2=h.
Измерить толщину линзы h и вычислить ΔD по формуле
ΔD=h/2d2+h/f2
Записать результаты в форме
Dср-ΔD≤D≤Dср+ΔD
Таблица №15.
№
f, *10-3
Fср, *10-3
d, *10-3
Dср, м
Fср, м
Методические указания.
Простейший способ измерения опти ческой силы и фокусного расстояния линзы основан на использовании формулы тонкой линзы
1/d+1/f=D или 1/d+1/f=1/F
В качестве предмета используются светящаяся рессеянным светом буква в колпачке осветителя. Действительное изображение получают на экране.
Контрольные вопросы.
Что такое линза?
Что необходимо знать для нахождения фокусного расстояния по формуле линзы?
Что такое оптическая сила линзы, и какими единицами она измеряется? (дать определение)
Чем отличается линзы выпуклые от вогнутых линз по оптическим параметрам?
Назвать типы изображений. Что такое мнимое и действительное изображение?
Какова роль линз при устранении дальнозоркости и близорукости глаз?
Сделайте выводы
Лабораторная работа №14.
Определение длины световой волны помощью дифракционной решетки.
Цель работы: определить длину световой волны с помощью дифракционной решетки.
Оборудование: дифракционная решетка с указанным на ней периодом, измерительная установка, источник дневного света, штатив лабораторный.
Порядок выполнения.
1.Подготовьте бланк отчета с таблицей для записей результатов измерений и вычислений.
2. Соберите измерительную установку, установите экран на произвольном расстоянии от решетки.
3. Гладя сквозь дифракционную решетку и щельв экране на источник света и перемещая решетку в держателе, установите ее так, чтобы дифракционные спектры располагались параллельно шкале экрана.
4. Определите положение середин цветных полос в спектрах 1-го или 2-го порядков.
5. Данные занесите в таблицу №16.
Таблица №16.
Цвет полос
к
b слева, м
b справа,
м
а, м
, м
6. По данным измерений вычислите длины в олн
7. Сравните полученные результаты с табличным значением длины волны видимой части спектра.