Тема: «Определение оптической силы и фокусного расстояния собирающей линзы»
Цель : научиться опытным путем определять оптическую силу и фокусное расстояние собирающей линзы;
Средства обучения:
· оборудование: электрическая лампа, источник тока, ключ, соединительные провода, двояковыпуклая линза на подставке, передвижной экран со щелью, линейка;
· методические указания к выполнению лабораторной работы, калькулятор.
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=_______=_______;
2. d= _________; f= _________; _____________=________; F=_______=_______;
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 2 |
| Лабораторная работа № 12 |
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. Определите 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: Dcр–ΔD≤D≤ Dcр+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:
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 1 |
| Лабораторная работа № 13 |
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 1338; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!