Контрольні запитання

1. Сформулюйте основні закони геометричної оптики.

2. Що називається абсолютним показником заломлення речовини? Відносним? Вкажіть межі значень абсолютного показника заломлення.

3. Для води n=1,33. Що це означає фізично?

4. Який кут називається кутом заломлення?

5. Що таке повне внутрішнє відбивання? Чому ”внутрішнє”? За яких умов воно можливе?

6. Що таке граничний кут?

7. Чому дорівнює швидкість світла в середовищі з граничним кутом 30ْº?

8. Намалюйте хід променя через плоскопаралельну пластинку і тригранну призму.

Лабораторна робота № 9 визначення оптичної сили збиральної і розсіювальної лінз

Обладнання: збиральна лінза в металевій оправі; розсіювальна лінза; лампочка на підставці; джерело струму 4 В; вимикач; лінійка; з’єднувальні провідники; екран.

Теоретичні відомості

Оптична сила лінзи вимірюється в діоптріях і визначається як величина, обернена фокусній відстані , яка вимірюється в метрах, тобто

. (9.1)

Оптична сила збиральної лінзи додатна, а розсіювальної - від’ємна величина, аналогічно, як і фокусна відстань.

Визначення оптичної сили збиральної лінзи в цій роботі базується на загальній формулі лінзи:

, (9.2)

де – відстань предмета до оптичного центру лінзи; - відстань від оптичного центру лінзи до зображення предмета (до екрана). Ці відстані вимірюються за допомогою масштабної лінійки з ціною поділки 1 мм.

З формули (9.2) отримаємо робочу формулу для визначення оптичної сили збиральної лінзи:

. (9.3)

Для визначення оптичної сили розсіювальної лінзи скористаємося наближеною формулою оптичної сили системи, що складається з двох тонких лінз.

, або , (9.4)

(тобто оптична сила системи тонких лінз дорівнює алгебричній сумі оптичних сил окремих лінз, якщо вони тісно дотикаються).

Якщо оптична сила збиральної лінзи вже відома (формула (9.3)), а , де – оптична сила досліджуваної розсіювальної лінзи, тоді склавши їх разом, отримаємо оптичну систему, що діє як одна збиральна лінза з меншою оптичною силою .

Оптичну силу системи визначимо за формулою:

, або , (9.5)

а оптичну силу розсіювальної лінзи за формулою

(9.6)

Порядок виконання роботи

1. Розмістіть на одній лінії лампочку, збиральну лінзу і екран (рис. 29).

2. Переміщуючи лінзу, добийтесь чіткого зображення нитки розжарення лампи. Виміряйте відстані і . Дослід повторіть ще двічі для різних відстаней між лампою і екраном.

3. Результати вимірювань і обчислень для збиральної лінзи занесіть до таблиці 1.

№

4. На місце збиральної лінзи поставте систему лінз (збиральна і розсіювальна лінзи, складені разом).

5. Повторіть досліди так, як це описано в п. 2, кожного разу вимірюючи відстані і , .

6. Результати вимірювань та обчислень для системи лінз занесіть до таблиці 2.

№

Р ис. 29

7. Записати відповіді для оптичної сили збиральної лінзи і системи лінз.

8. Обчисліть середнє значення оптичної сили розсіювальної лінзи за формулою (9.6) і похибки за відповідними формулами.

9. Запишіть кінцевий результат для оптичної сили розсіювальної лінзи з врахуванням похибок.