Определение оптической силы линзы и фокусного расстояния собирающей линзы.

Цель: научиться на практике, получать изображения с помощью двояковыпуклой линзы и находить фокусное расстояние.

Оборудование: линейка, два прямоугольных треугольника, длиннофокусная собирающая линза, лампочка на подставке с колпачком, источник тока, выключатель, соединительные провода, экран, направляющая рейка.

Порядок выполнения.

Собрать электрическую цепь, подклю чив лампочку к источнику тока через выключатель.
Поставить лампочку на край стола, а экран – у другого края. Между ними поместить линзу, включить лампочку и передвигать линзу вдоль рейки, пока на экране не будет получено резкое изображение светящейся буквы. Для уменьшения погрешности измерений, связанной с настройкой на резкость, целесообразно получить уменьшенное изображение.
Измерить расстояния d и f, обратив внимание на необходимость тщательного отсчета расстояний. При неизменном d повторить опыт несколько раз, каждый раз заново получая резкое изображение. Вычислить f_ср, D_ср, F_ср. Результаты измерений расстояний занести в таблицу №15.
Абсолютную погрешность Δ D измерения оптической силы линзы можно вычислить по формуле Δ D=Δ ₁/d²+Δ ₂/f², где Δ ₁ и Δ ₂– абсолютные погрешности в измени d и f.

При определении Δ ₁ и Δ ₂ следует иметь в виду, что измерение расстоянии d и f не может быть проведено с погрешностью, меньшей половины толщины линзы h.

Так как опыты проводятся при неизменном d, то Δ ₁=h/2. Погрешность измерения f будет больше из-за неточности настройки на резкость примерно еще на h/2. Поэтому Δ ₂=h/2+h/2=h.

Измерить толщину линзы h и вычислить Δ D по формуле

Δ D=h/2d²+h/f²

Записать результаты в форме

D_ср-Δ D≤ D≤ D_ср+Δ D

Таблица №15.

№	f, *10^-3	F_ср, *10^-3	d, *10^-3	D_ср, м	F_ср, м
		0, 068		14, 70	0, 068
		0, 071		14, 08
		0, 066		15, 15

Методические указания.

Простейший способ измерения опти ческой силы и фокусного расстояния линзы основан на использовании формулы тонкой линзы

1/d+1/f=D или 1/d+1/f=1/F

В качестве предмета используются светящаяся рессеянным светом буква в колпачке осветителя. Действительное изображение получают на экране.

Контрольные вопросы.

Что такое линза?
Что необходимо знать для нахождения фокусного расстояния по формуле линзы?
Что такое оптическая сила линзы, и какими единицами она измеряется? (дать определение)
Чем отличается линзы выпуклые от вогнутых линз по оптическим параметрам?
Назвать типы изображений. Что такое мнимое и действительное изображение?
Какова роль линз при устранении дальнозоркости и близорукости глаз?
Сделайте выводы

Лабораторная работа №14.

Определение длины световой волны помощью дифракционной решетки.

Цель работы: определить длину световой волны с помощью дифракционной решетки.

Оборудование: дифракционная решетка с указанным на ней периодом, измерительная установка, источник дневного света, штатив лабораторный.

Порядок выполнения.

1.Подготовьте бланк отчета с таблицей для записей результатов измерений и вычислений.

2. Соберите измерительную установку, установите экран на произвольном расстоянии от решетки.

3. Гладя сквозь дифракционную решетку и щельв экране на источник света и
перемещая решетку в держателе, установите ее так, чтобы дифракционные
спектры располагались параллельно шкале экрана.

4. Определите положение середин цветных полос в спектрах 1-го или 2-го
порядков.

5. Данные занесите в таблицу №16.

Таблица №16.

Цвет полос	к	b слева, м	b справа, м	а, м	, м
красная		15*10^-3	16*10^-3	233*10^-3	19, 2^-5	9, 8^-5
фиолетовая		9*10^-3	10*10^-3	0, 00039	0, 00043

6. По данным измерений вычислите длины в олн

7. Сравните полученные результаты с табличным значением длины волны видимой части спектра.

Методические указания.

В работе для определения длины световой волны используется дифракционная решеткас периодом (период указан на решетке). Она является основной частью измерительной установки, показанной на рисунке 1. Решетка 1устанавливается в держателе 2, который прикреплен к концу линейки 3. На линейке же располагается черный экран 4 с узкой вертикальной щелью 5 посередине. Экран может перемещаться вдоль линейки, что позволяет изменять расстояние между ним и дифракционной решеткой. На экране и линейке имеются миллиметровые шкалы. Вся установка крепится на штативе 6.

Если смотреть сквозь решетку и прорезь на источник света, то на черном фоне экрана можно наблюдать по обе стороны от щели дифракционные спектры 1-го, 2-го и т.д порядков.

Длина волны определяется по формуле:

где: d - период решетки; к - поряд ок спектра; - угол, под которым наблюдаются максимум света соответствующего цвета;

Поскольку углы, под которыми наблюдается максимумы 1-го и 2-го порядков, не превышают 5 ⁰, можно вместо синусов углов использовать их тангенсы.

Из рисунка видно, что .

Расстояние отсчитывают по линейке от решетки до экрана, расстояние b – по шкале экрана от щели до выбранной линии спектра.

Окончательная формула дня определения длины волны имеет вид:

Контрольные вопросы.

1. Какое физическое явление называют дифракцией? Каким волновым процессам оно свойственно.

2. Кто разработал теорию дифракции?

3. Почему нулевой максимум дифракционного спектра белого света – белая полоса, а максимум высших порядков набор цветных полос?

4. Почему максимумы располагаются как слева, так и справа от нулевого максимума?

5. Какой вид имеет интерференционая картина в случае монохроматического света?

6. В каких точках экрана получается световой минимум?

7. Сделайте выводы

Министерство Образования и Науки Ресспублики Казахстан

Темиртауский Политехнический Колледж

Лабораторная работа

Технический отчет

ОО. ОДБ. 05.18023.010.ТО

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 56