Задание №2. Определение фокусного расстояния рассеивающей линзы.

1. Расположите на оптической скамье предмет (светящуюся лампу с колпачком), собирающую линзу, экран. Перемещая линзу, добейтесь на экране резкого изображения предмета. Отметьте положение экрана. Это будет точка А" (рис.2). Затем не смещая линзы L₁ и предмета, поставьте между собирающей линзой L₁ и экраном (точка А") рассеивающую линзу L₂ и перемещением экрана вправо (по рис.2) добейтесь резкого изображения предмета при совместном действии линз L₂ и L₁. (При этом, в случае необходимости можно перемещать и линзу L₂, но так чтобы она не выходила вправо за пределы т. А" (см. рис.2).

2. Измерьте расстояние "а" (линза L₂ - 2-ое положение экрана, точка А') и "b" (линза L₂ - первоначальное положение экрана, точка А"). Опыт повторите 3-5 раз, каждый раз располагая все элементы установки на новом месте. Результаты занесите в заранее заготовленную таблицу.

3. По формуле (6) определите фокусное расстояние рассеивающей линзы для каждого измерения, рассчитайте среднее значение фокусного расстояние, среднюю квадратичную погрешность и доверительный интервал, принимая значения F_i для каждого измерения как ряд случайных величин, т.е. считая результаты расчетов F_i как прямые измерения.

 

Дополнительные задания (даются по указанию преподавателя)

1. Рассчитайте оптическую силу исследуемых линз, сравните их.

2. Постройте изображение точки лежащей, в произвольном месте пространства предметов (линза собирающая, рассеивающая).

3. Найдите ход луча после линзы, см. рис. 3 (а, б).

4. Найдите ход луча перед линзой, см. рис. 4 (с).

5. Возможен ли ход луча, изображенного на рисунке 4 (d)?

Рис. 3 (а, б)

Рис. 4 (с, d)

Контрольные вопросы.

1. Что называется линзой?

2. Какие линзы называются тонкими?

3. Выведите формулу тонкой линзы.

4. Что такое фокусное расстояние?

5. Что называется главной оптической осью, оптическим центром, фокальной плоскостью, главным фокусом линзы.

6. Что такое оптическая сила линзы, в каких единицах она измеряется?

7. Поясните сущность метода определения фокусных расстояний собирающих и рассеивающих линз, рассмотренных в данной работе.

8. Постройте изображение предмета в собирающей линзе, рассеивающей линзе.

9. Как изменится изображение предмета, если закрыть часть (половину) линзы?

10. Как изменится оптическая сила линзы при переносе ее из воздуха в воду?