- •Лабораторная работа № 4м проверка основного закона динамики для вращающихся тел
- •Результаты
- •Лабораторная работа № 8м определение коэффициента вязкости жидкости методом стокса
- •Лабораторная работа № 11-Ам изучение затухающих колебаний
- •Результаты Часть 1. М/с2.
- •Часть 3. М/c2,
- •Лабораторная работа № 11-Бм изучение вынужденных колебаний
- •Результаты
- •Часть I
- •Часть II
- •Лабораторная работа № 12м определение скорости звука в воздухе
- •Определение модуля сдвига стали динамическим методом
- •Лабораторная работа № 2т определение показателя пуассона воздуха
- •Прологарифмировав уравнение (3), разложив и в ряд Тейлора и ограничиваясь двумя первыми членами ( и значительно меньше ), после подстановки в (4) находим:
- •Лабораторная работа № 7т определение влажности воздуха и постоянной психрометра ассмана
- •Лабораторная работа № 11т определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости методом измерения максимального избыточного давления в пузырьках воздуха
- •Лабораторная работа № 2э измерение сопротивления проводников
- •При последовательном соединении n проводников сопротивлением Ri каждый общее напряжение, сила тока и сопротивление на участке цепи определяется в виде:
- •Часть 1.
- •Часть 2.
- •Задание. 1.Измерить сопротивления двух резисторов (Rx1 и Rx2) порознь с помощью моста постоянного тока. Результаты занести в таблицу.
- •Лабораторная работа № 3э определение электрической емкости конденсатора баллистическим методом
- •Лабораторная работа № 4э определение эдс гальванических элементов методом компенсации
- •Результаты
- •Лабораторная работа № 6э изучение зависимости мощности источника тока от сопротивления нагрузки
- •Лабораторная работа № 13э определение горизонтальной составляющей индукции магнитного поля земли
- •Лабораторная работа № 14э определение горизонтальной составляющей магнитной индукции земли методом гаусса
- •Лабораторная работа № 2o определение радиуса кривизны линзы с помощью колец ньютона
- •Графический метод расчета длины световой волны
- •4. Рассчитать погрешность измерений:
- •Результаты
- •Лабораторная работа № 4о определение фокусных расстояний линз
- •Лабораторная работа №5о увеличение оптических приборов
- •Лабораторная работа №6о определение показателя преломления рефрактометром
- •Преломляющий угол призмы
- •Учитывая (1), (2), (3), найдем:
- •Результаты
- •Лабораторная работа №11о исследование атомарного спектра водорода
- •Лабораторная работа №16о изучение лазерного излучения
Лабораторная работа №5о увеличение оптических приборов
КРАТКАЯ ТЕОРИЯ. Среди различных типов оптических приборов широкое распространение получили приборы, которые предназначены для вооружения глаза: очки, лупа, зрительные трубы (бинокли), микроскопы; важнейшей характеристикой таких приборов является видимое увеличение.
Лучи, проведенные через крайние точки предмета и оптический центр глаза, образуют угол, который называется углом зрения.
Видимым увеличением оптического прибора Г называется отношение тангенса угла зрения φ2 при наблюдении предмета через прибор к тангенсу угла зрения φ1 при наблюдении невооруженным глазом предмета, который должен быть расположен на расстоянии 25 см от глаза (при определении увеличения лупы и микроскопа) или на том же самом расстоянии, что при наблюдении через прибор (для зрительных труб):
. (1)
В первом приближении объективы и окуляры оптических приборов можно рассматривать как тонкие линзы.
Л
Рис. 1
. (2)
где f - фокусное расстояние, L=25 см - ближняя точка глаза.
Возможно размещение предмета между фокусом и линзой (А2В2); тогда изображение на сетчатке получится при аккомодации глаза на мнимое изображение A1B1 расположенное на таком расстоянии от глаза, которое является наиболее удобным для зрения.
Зрительные трубы. Предназначаются для наблюдения удаленных предметов, поэтому изображение предмета, которое получается в объективе, находится в его фокальной плоскости (или вблизи нее).
Ход лучей в астрономической зрительной трубе (труба Кеплера) показан на рис. 2. Лучи 1,1 идут параллельно от одной точки удаленного предмета, лучи 2,2 - от другой точки. В плоскости, где расположен задний фокус объектива и передний фокус окуляра, получается действительное изображение предмета. Это изображение рассматривается через окуляр, как через лупу. Из построения видно, что в плоскости MN получается изображение D2 оправы объектива D1. Видимое увеличение трубы:
. (3)
Если измерить соответствующие величины, входящие в (3), то можно рассчитать увеличение.
Микроскоп. С помощью оптических микроскопов рассматриваются близко расположенные предметы или их отдельные части) с большим увеличением (до 1200 раз). Ход лучей в микроскопе (без осветителя) показан на рис. 4. Предмет АВ размещается вблизи фокальной плоскости объектива О1. Увеличенное действительное изображение A1B1 получается в передней фокальной плоскости окуляра О2.
Видимое увеличение микроскопа:
, (4)
где согласно определению (см. рис. 4).
Из чертежа следует, что
, , ,
где - оптический интервал микроскопа. Важную роль в микроскопе играет осветительное устройство. От него зависит как яркость изображения, так и линейный предел разрешения lm, который определяется условием , где λ - длина волны света, n - показатель преломления среды, где расположен предмет, u - апертурный угол (половина угла между крайними лучами, которые поступают в объектив от различных точек предмета и достигают глаза наблюдателя). Величина nsinu называется числовой апертурой. Она указывается на объективе микроскопа; там же указывается и увеличение; иногда на объективе указывается толщина покровного стекла, для которого рассчитана система. Общий вид микроскопа приводится на рис. 5:
а) осветительное устройство, состоящее из зеркала 1 и конденсора 2 с диафрагмой;
б) оптическая изображающая система (объектив 4, окуляр 6);
в) механическая система, которая обеспечивает перемещение оптической системы относительно предмета (кремальера для грубого смещения 7 и микрометрическая кремальера 8).
Исследуемый препарат устанавливается на предметном столике 3 с держателями. Для быстрой смены объективов у современных микроскопов имеется револьверная головка 5.
Перемещение зеркала 1 осуществляется кремальерой 9. Объектив микроскопа представляет собой систему линз; ближайшая к предмету линза называется фронтальной; она в основном обеспечивает необходимое увеличение; другие линзы предназначены для исправления недостатков изображения. При наблюдении в микроскоп изображение предмета кажется расположенным на расстоянии 25-30 см перед глазом. Это впечатление обусловлено психологией восприятия. В самом деле, как показывает опыт, наилучшая резкость изображения соответствует аккомодации глаза на бесконечность, т.е. лучи, выходящие из одной и той же точки предмета, окуляром преобразуются в параллельный пучок.
ЗАДАНИЕ. 1. Определить увеличение зрительной трубы.
Зрительная труба фокусируется на линейку, расположенную на расстоянии не менее 8-10 м. Затем одним глазом рассматривается линейка через трубу, вторым глазом - непосредственно (без прибора). Определяется через трубу число делений n2, которые совмещаются с числом делений n1 видимых непосредственно глазом; увеличение будет равно n1/n2.
2. Определить увеличение микроскопа. На предметный столик микроскопа устанавливается стеклянная шкала с делениями (цена деления должна быть известна) - например, объективный микрометр, сетка или дифракционная решетка. На столике, расположенном на расстоянии 25 см от окуляра, размещается линейка с миллиметровыми делениями. Микроскоп фокусируется на шкалу. Затем одним глазом наблюдается через микроскоп шкала, расположенная на предметном столике, вторым - миллиметровая шкала. Отсчитывается число совпадающих в поле зрения делений обеих шкал. Если число совмещенных делений сетки оказалось равным n1, а миллиметровой линейки - n2, то увеличение будет равно , где 0 - цена деления сетки в мм.