Laborator № 13

Laborator № 13
Determinarea distanței focale a obiectivului

Scopul lucrării. Cunoștință cu un sistem optic simplu și de a determina lungimea focala si lentile divergente.

Cel mai simplu sistem optic este o lentilă, care este un corp realizat dintr-un material omogen transparent la lumină și delimitată de două suprafețe sferice. Dacă distanța dintre suprafețele lentilelor de limitare a lentilei în centrul d este mult mai mici raze de curbură, obiectivul este numit un strat subțire (Fig. 1).

Fig. 1 prezintă biconvexa practica frecvent utilizate (a) un biconcave și (b) a lentilei.

Linia care unește centrele O1 și O2 care limitează suprafețele lentile sferice, numita axa optică principală. Raze paralel cu axa optică, după ce trece printr-o lenticular (colectoare) lentila converg într-un punct de pe această axă M (fig. 2a) (obiectivul are două focus principal). Acest punct se numește principalul obiectiv al lentilei convergente. La trecerea prin biconcave raze paralele (divergente) lentile divergente. punct principal M1 pe axa optică, care se află pe continuarea acestor raze divergente, numit accentul principal al lentilei divergent (Fig. 2b), (aceasta se numește, de asemenea, accentul imaginar).

Distanța de la centrul O al lentilei optice a lentilei de focalizare principal se numește o lungime focala F. Aceasta depinde de valoarea razelor de curbură R1 și R2. limitând suprafața sferică, indicele de magnitudine prelomleniyap și materialul lentilelor în raport cu mediul înconjurător. Această relație este după cum urmează:

Valoarea obiectivului este numită forța optică. Puterea optică a lentilei este măsurată în dioptrii. Dioptrie este o putere optică a lentilei, cu o distanță focală de un metru. Puterea optică a lentilei de colectare este pozitiv, iar împrăștierea # 45; negativ.

Proprietatea principală a unei lentile este capacitatea sa de a produce imagini de obiecte. Lentila convergentă oferă imagini atât reale, cât și virtuale lărgite sau o imagine redusă, atât directe, cât și imaginea inversă. Aceasta depinde de locul în care se află obiectul, între obiectiv și punctul focal, sau între focalizare și dublă, fie de focalizare dublă. Divergența lentilă dă întotdeauna un fals și o imagine în miniatură. Distanta dintre lentila obiect și distanța d de la lentilă la imaginea f (fig. 3), în legătură cu raportul său F distanță focală

În această formulă, semnul (+) corespunde de colectare (Figura 3, o.), Și semnul (-) # 45; scattering (Fig. 3b) lentile. În cazul în care obiectivul de colectare a da o imagine virtuală, în formula (2) este necesară înainte de termenul care conține valoarea f. a pus semnul (-).

Folosind ecuația (2), este posibil să se determine experimental distanța focală F. Totuși, precizia unui astfel de determinare directă a distanței focale este mică. Acest lucru se datorează faptului că, atunci când măsurarea distanțelor d și f vom face erori relativ mari.

Există o modalitate mai precisă de determinare a distanței focale la care distanța d și f nu sunt măsurate. Această metodă este după cum urmează. Ea determină distanța L între obiect *) și ecran, care se obține imaginea mărită a obiectului la o anumită distanță d și f (Fig. 4a). Apoi, fără a atinge obiectul și ecran, mutați lentila în cealaltă poziție și de a primi o imagine redusă a obiectului la distanță nou d „și f“ (Fig. 4b). Acum, cunoașterea și măsurarea distanței L între cele două poziții succesive de lentile, este posibil să se găsească lungimea focală F cu formula lentilei

Astfel, pentru a determina distanța focală L și este suficient să se măsoare.

Divergența lentile nu oferă o imagine reală pe ecran. Prin urmare, pentru a determina distanța focală a obiectivului divergente este utilizat cu un obiectiv de colectare auxiliar b # 243; puterea optică eed proc decât lentilele negative în modul. Folosind acest obiectiv auxiliar este obținut pe ecran imaginea mărită reală a obiectului. Apoi, o lentilă (fig. 5) a pus între ecranul difuzând și lentila, cu o imagine clară a obiectului este pierdut. Împingerea ecranul și se deplasează lentilă divergentă, din nou, obține o imagine clară a obiectului.

Distanța focală a obiectivului divergent este calculată în conformitate cu formula (4), în cazul în care # 45; distanța de la lentilă divergentă la prima și a doua poziție a ecranului, respectiv:

Ordinea de performanță și prelucrare a rezultatelor măsurătorilor

Activitatea 1. Determinarea distanței focale a obiectivului de colectare.

Prima metodă. Mutarea pe o lentilă banc optic și ecranul, se face o imagine clară pe plasa de ecran. Valoarea măsurată d și f pe o scară pe bancă optic conform formulei (2) determina lungimea focală a obiectivului. Experiența a fost efectuat de trei ori, alegerea unui d diferit ca f. Din rezultatele calculelor prin formula (2) pentru fiecare experiment sunt valoarea medie a distanței focale și erorilor de măsurare.

A doua metodă. Montat pe bancul optic ecran, astfel încât distanța L între obiect și a fost mai mult de 4 F (valoarea F este cunoscută din măsurători prin prima metodă). Distanța L măsoară cu exactitate scara. Între lentila obiect și ecranul este plasat. Lăsând distanța dintre obiect și ecranul este constantă pe tot parcursul experimentului, a muta lentila și a obține o imagine clară mărită a unui punct obiect pe scara poziției lentilei. Apoi, deplasarea lentilei și a obține o imagine clară a obiectului miniatură, marchează noua poziție a cristalinului. Se măsoară distanța dintre cele două poziții ale lentilei. Conform formulei (3) determină lungimea focală F. Experimentul a fost repetat de trei ori, și selectând diferite L. Din rezultatele calculelor prin formula (3) pentru fiecare experiment sunt valoarea medie a distanței focale și erorilor de măsurare.

Exercitiul 2. Determinarea lungimii focale a obiectivului divergent.

Plasarea între obiect și ecranul este doar un singur obiectiv de colectare pentru a obține o imagine clară a ecranului a crescut ochiurilor de plasă și marcați pe poziția ecranului conducător (punct în Fig. 5). Apoi, între obiectivul de colectare și ecranul plasat lentilă divergentă și scoate din nou ecranul pentru a-l obține o imagine clară a grilei. Noua poziție a ecranului este, de asemenea, notat pe linia (punctul din Fig. 5). Prin măsurarea distanței de la lentilă divergentă la prima poziție a ecranului, găsirea distanței; măsurarea distanței de la lentilă divergentă la a doua poziție a ecranului, găsirea distanței. Conform formulei (4) calcularea distanței focale a obiectivului divergent.

Experiența efectuat de 3 ori, alegând o poziție diferită a ecranului atunci când se produce o imagine cu o singură lentilă convergentă. Din rezultatele calculelor prin formula (4) pentru fiecare experiment sunt valoarea medie a distanței focale și apoi calcula erorile de măsurare.

Întrebări pentru auto-control

1. Precizați legea de reflectare a luminii (toate cele trei dispoziții ale acesteia).
2. Precizați legea refracției luminii (toate cele trei dispoziții ale acesteia).
3. Care este viteza luminii, iar în cazul în care se schimbă în timpul tranziției de lumină dintr-un mediu în altul?
4. Care este naț. ceea ce înseamnă indicele de refracție absolut al materialului?
5. Care este semnificația indicelui de refracție relativ al materialului?
6. Care este fenomenul de reflexie internă totală (TIR), și în ce condiții se produce acest fenomen? Furnizarea de aplicații exemple VOP supraveghere în natură și în domeniu (dispozitive optice, comunicare, medicină).
7. Scrie o formulă a unei lentile subțiri și să explice semnificația valorilor sale membre.
8. Construiți un curs de un fascicul monocromatic printr-o prismă cu.
9. Construiți un curs de un fascicul monocromatic printr-o placă de sticlă plan paralel în aer.
10. Un profesor de desen, să construiască o imagine a subiectului în obiectiv.
11. Care este fenomenul dispersiei luminii? Dați exemple manifestări ale acestui fenomen în natură și utilizate în domeniu.
12. Care sunt lentile care ² ². cum și de ce se face?
13. Descrie procesul de descompunere (divizare) a fasciculului de lumină albă în razele sale colorate prin care trece fasciculul printr-o prisma albă.
14. Explica motivul ² ² diamante iluminare interna (diamante fațetate).