- •Центрированные оптические системы (цос).
- •Лабораторная работа 11. Экспериментальное изучение хода световых лучей в простейших оптических элементах
- •Упражнение 1. Изучение хода лучей и определение фокусного расстояния тонкой линзы.
- •Упражнение 2. Изучение хода лучей в прямоугольной призме.
- •Упражнение 3. Изучение хода лучей в выпукло-вогнутом сферическом зеркале.
- •Упражнение 4. Изучение хода лучей в плоскопараллельной пластинке и определение показателя преломления стекла.
- •Лабораторная работа 12. Определение главного фокусного расстояния и разрешающей способности объектива
- •Упражнение 1. Определение фокусного расстояния объектива.
- •Упражнение 2. Измерение разрешающей способности объектива.
- •Лабораторная работа 13. Изучение центрированных оптических систем.
- •Описание установки.
- •Упражнение 2. Определение фокусного расстояния тонкой отрицательной линзы.
- •Лабораторная работа 14. Определение кардинальных элементов сложной оптической системы
- •Описание установки.
- •Лабораторная работа 15. Изучение зрительной трубы и микроскопа
- •Упражнение 2. Измерение величины объекта.
- •Упражнение 3. Определение поля зрения трубы
- •Упражнение 4. Определение углового увеличения микроскопа и линейных размеров предмета
- •Лабораторная работа 16. Определение показателя преломления твердых тел с помощью микроскопа
- •Упражнение 1. Определение линейных размеров и площадей объектов с помощью микроскопа
- •Упражнение 2. Определение коэффициента преломления стеклянной пластинки
- •Лабораторная работа 17. Определение показателя преломления жидкостей и неизвестной концентрации раствора при помощи рефрактометра
- •Лабораторная работа 18. Определение показателя преломления и дисперсии призмы с помощью гониометра
- •Описание гониометра.
- •Подготовка гониометра к измерениям.
- •Упражнение 1. Определение преломляющего угла призмы.
- •Упражнение 2. Определение показателя преломления и дисперсии материала призмы.
- •Оглавление
Упражнение 2. Определение фокусного расстояния тонкой отрицательной линзы.
Фокусное расстояние отрицательной линзы определяется с помощью вспомогательной положительной линзы.
Способ 1.
Если на пути лучей, выходящих из источника S и сходящихся в точке S1 после преломления в собирающей линзе 1 (рис.3) поместить рассеивающую линзу 2 так, чтобы расстояние a1 было меньше ее фокусного расстояния, то изображение источника S удалится от линзы 1. Предположим, что оно переместится в точку S2. Для линзы 2 точка S1 является предметом, а S2 – изображением.
Тогда, согласно (1) можно найти положение заднего фокуса рассеивающей линзы:
(3)
Рис.3. К определению
фокусного расстояния тонкой рассеивающей
линзы способом 1.
Порядок выполнения задания:
На оптической скамье поместить осветитель, собирающую линзу и экран. Перемещая экран, получить на нем отчетливое изображение креста. Отметить это положение экрана (точка S1).
На оптическую скамью между найденным положением точки S1 и собирающей линзой 1 поместить вблизи экрана исследуемую рассеивающую линзу 2.
Перемещая экран, вновь найти отчетливое изображение креста (точка S2).
Определив расстояния a1 и a2 (рис.3), по формуле (3) вычислить фокусное расстояние f рассеивающей линзы.
Способ 2.
Создадим с помощью собирающей линзы 1 и точечного источника света S сходящийся пучок света (рис.4). На его пути установим рассеивающую линзу 2. Изображение источника, даваемое собирающей линзой S1, можно рассматривать как мнимый источник для рассеивающей линзы 2.
Рис.4. К определению
фокусного расстояния тонкой рассеивающей
линзы способом 2.
Согласно формуле (1) для собирающей линзы 1 с учетом обозначений рис.4 можно записать:
,
где l и F длины соответствующих отрезков. Отсюда:
(4).
Порядок выполнения задания:
Найти, как и в предыдущем способе, положение изображения, даваемого собирающей линзой 1 (точку S1).
Убрать экран с оптической скамьи и поместить исследуемую рассеивающую линзу между найденным положением точки S1 и собирающей линзой 1.
Поместить за рассеивающей линзой оптическую трубу, установленную на бесконечность.
Перемещением рассеивающей линзы 2 добиться четкого изображения креста в поле зрения трубы.
Зная положения линз и фокусное расстояние собирающей линзы f2 (данные взять из упражнения 1), по формуле (4) определить модуль фокусного расстояние F рассеивающей линзы и записать фокусные расстояния рассеивающей линзы f1 и f2.
Контрольные вопросы.
Центрированная оптическая система (ЦОС).
Кардинальные элементы ЦОС. Построение изображений в ЦОС.
Матричный способ описания ЦОС.
Толстая линза. Тонкая линза. Оптическая сила линзы.
Методы определения фокусных расстояний собирающих и рассеивающих линз.
Сформулируйте цель работы, опишите экспериментальную часть и обсудите результаты.