рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Определение фокусного расстояния собирательной и рассеивающей линз

Определение фокусного расстояния собирательной и рассеивающей линз - раздел Физика, Определение Фокусного Расстояния Собирательной И Рассеивающей Линз Элементар...

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФОКУСНОГО РАССТОЯНИЯ СОБИРАТЕЛЬНОЙ И РАССЕИВАЮЩЕЙ ЛИНЗ Элементарная теория тонких линз приводит к простым соотношениям между фокусным расстоянием тонкой линзы, с одной стороны, и расстоя-нием от линзы до предмета и до его изображения – с другой. Простой оказывается связь между размерами объекта, его изображения, даваемого линзой, и их расстояниями до линзы.Определяя на опыте на-званные величины, нетрудно по упомянутым соотношениям вычислить фокусное расстояние тонкой линзы с точностью, вполне достаточной для большинства случаев.

Упражнение 1 Определение фокусного расстояния собирательной линзы На расположенной горизонтально оптической скамье могут переме-щаться на ползушках следующие приборы: матовый экран со шкалой, линза, предмет (вырез в виде буквы F), осветитель. Все эти приборы ус-танавливаются так, чтобы центры их лежали на одной высоте, плоскости экранов были перпендикулярны к длине оптической скамьи, а ось линзы ей параллельна.Расстояния между приборами отсчитываются по левому краю ползушки на шкале линейки, расположенной вдоль скамьи.

Определение фокусного расстояния собирательной линзы производит-ся следующими способами.Способ 1. Определение фокусного расстояния по расстоянию предмета и его изображения от линзы. Если обозначить буквами а и b расстояния предмета и его изображения от линзы, то фокусное расстояние последней выразится формулой или ; (1) (эта формула справедлива только в том случае, когда толщина линзы мала по сравнению с a и b). Измерения.

Поместив экран на достаточно большом расстоянии от предмета, ставят линзу между ними и передвигают ее до тех пор, пока не получат на экране отчетливое изображение предмета (буква F). Отсчитав по линейке, расположенной вдоль скамьи, положение линзы, экрана и предмета, передвигают ползушку с экраном в другое положение и вновь отсчитывают соответствующее положение линзы и всех приборов на ска-мье. Ввиду неточности визуальной оценки резкости изображения, измере-ния рекомендуется повторить не менее пяти раз. Кроме того, в данном способе полезно проделать часть измерений при увеличенном, а часть при уменьшенном изображении предмета.

Из каждого отдельного измерения по формуле (1) вычислить фокусное расстояние и из полученных результа-тов найти его среднее арифметическое значение. Способ 2. Определение фокусного расстояния по величине предмета и его изображения, и по расстоянию последнего от линзы.Обозначим величину предмета через l. Величину его изображения че-рез L и расстояние их от линзы (соответственно) через a и b. Эти величины связаны между собой известным соотношением . Определяя отсюда b (расстояние предмета до линзы) и подставляя его в формулу (1), легко получить выражение для f через эти три величи-ны: . (2) Измерения.

Ставят линзу между экраном и предметом так, чтобы на экране со шкалой получилось сильно увеличенное и отчетливое изображе-ние предмета, отсчитывают положение линзы и экрана.

Измеряют при по-мощи линейки величину изображения на экране.Размеры предмета «l» в мм даны на рис.1. Рис. 1 . Измерив расстояние от изображения до линзы, находят фокусное рас-стояние до линзы по формуле (2). Изменяя расстояние от предмета до экрана, повторяют опыт несколько раз. Способ 3. Определение фокусного расстояния по величине перемеще-ния линзы Если расстояние от предмета до изображения, которое обозначим через А, более 4f, то всегда найдутся два таких положения линзы, при которых на экране получается отчетливое изображение предмета: в одном случае уменьшенное, в другом – увеличенное (рис.2). Нетрудно видеть, что при этом оба положения линзы будут симмет-ричны относительно середины расстояния между предметом и изображе-нием. Действительно, воспользовавшись уравнением (1), можно написать для первого положения линзы (рис.2). ; для второго положения . Приравняв правые части этих уравнений, найдем . Подставив это выражение для x в (Aex) , легко найдем, что ; то есть, что действительно оба положения линзы находятся на равных расстояниях от предмета и изображения и, следовательно, симметричны относительно середины расстояния между предметом и изображением.

Чтобы получить выражение для фокусного расстояния, рассмотрим од-но из положений линзы, например, первое.

Для него расстояние от предме-та до линзы . А расстояние от линзы до изображения . Подставляя эти величины в формулу (1), найдем . (3) Рис. 2 . Этот способ является принципиально наиболее общим и пригодным как для толстых, так и для тонких линз. Действительно, когда в предыду-щих случаях пользовались для расчетов величинами а и b, то подразуме- вали отрезки, измеренные до центра линзы.

На самом же деле следовало эти величины измерять от соответствующих главных плоскостей линзы. В описываемом же способе эта ошибка исключается благодаря тому, что в нем измеряется не расстояние от линзы, а лишь величина ее перемещения. Измерения.Установив экран на расстоянии большем f от предмета (ориентировочно значение f берут из предыдущих опытов), помещают линзу между ними и, передвигая ее, добиваются получения на экране от-четливого изображения предмета, например, увеличенного.

Отсчитав по шкале соответствующее положение линзы, сдвигают ее в сторону и вновь устанавливают.Эти измерения производят пять раз. Передвигая линзу, добиваются второго отчетливого изображения предмета – уменьшенного и вновь отсчитывают положение линзы по шка-ле. Измерения повторяют пять раз. Измерив расстояние А между экраном и предметом, а также среднее значение перемещений е, вычисляют фокусное расстояние линзы по фор-муле (3). Упражнение 2 Определение фокусного расстояния рассеивающей линзы Укрепленная на ползушках рассеивающая и собирательная линзы, ма-товый экран и освещенный предмет размещают вдоль оптической скамьи и устанавливают согласно тем же правилам, как и в упражнении 1. Рис. 3 . Измерение фокусного расстояния рассеивающей линзы производится следующим способом. Если на пути лучей, выходящих из точки А и схо-дящихся в точке D после преломления в собирательной линзе В (рис.3), поставить рассеивающую линзу так, чтобы расстояние СD было меньше ее фокусного расстояния, то изображение точки А удалится от линзы В. Пусть, например, оно переместится в точку Е. В силу оптического принци-па взаимности мы можем теперь мысленно рассмотреть лучи света, рас-пространяющиеся из точки Е в обратную сторону.

Тогда точка будет мнимым изображением точки Е после прохождения лучей через рассеи-вающую линзу С. Обозначая расстояние ЕС буквой а, DС – через b и замечая, что f и b имеют отрицательные знаки, получим согласно формуле (1) , т.е. . (4) Измерения.

На оптической скамье размещают освещенный предмет (F), собирающую линзу, рассеивающую линзу, рассеивающую линзу, ма-товый экран (в соответствии с рис.3). Положения матового экрана и рас-сеивающей линзы могут быть выбраны произвольно, но удобнее располо-жить их в точках, координаты которых кратны 10. Таким образом, расстояние а определяется как разность координат то-чек Е и С (координату точки С записать). Затем, не трогая экран и рассеи-вающую линзу, перемещают собирающую линзу до тех пор, пока на экра-не не получится четкое изображение предмета (точность результата экспе-римента очень зависит от степени четкости изображения). После этого рассеивающую линзу убирают, а экран перемещают к со-бирающей линзе и вновь получают четкое изображение предмета.

Новое положение экрана определит координату точки D. Очевидно, разность координат точек С и D определит расстояние b, что позволит по формуле (4) вычислить фокусное расстояние рассеивающей линзы.

Таких измерений проделывают не менее пяти раз, выбирая каждый раз новое положение экрана и рассеивающей линзы.

Примечание. Анализируя расчетную формулу легко прихо-дим к выводу, что точность определения фокусного расстояния очень за-висит от того, насколько сильно отличаются отрезки b и а. Очевидно, что при а близком к b малейшие погрешности в их измерении могут сильно исказить результат.

Для избежания таких случаев необходимо рассеивающую линзу уста-навливать на большом расстоянии от экрана (отрезок а – большой). В этом случае ее действие на ход лучей после собирающей линзы будет значи-тельным, что приведет к достаточному отличию отрезка b от отрезка а. Данные измерений и вычислений свести в таблицы.Таблица 1 Упражнение 1 (собирающая линза) Таблица 2 Упражнение 2 (рассеивающая линза) ВОПРОСЫ ПО ТЕМЕ. 1. Дайте определение фокусного расстояния. 2. Напишите формулу тонкой собирающей линзы (рассеивающей лин-зы). 3. Напишите формулу для фокусного расстояния тонкой линзы. 4. При каких условиях собирающая линза может работать как рассеи-вающая? 5. Напишите формулу для коэффициента увеличения линзы. 6. Начертите зависимость коэффициента увеличения собирающей лин-зы в зависимости от расстояния предмета до линзы. 7. Начертите зависимость коэффициента увеличения рассеивающей линзы в зависимости от расстояния предмета до линзы. 8. Какой из трех предложенных способов определения фокусного рас-стояния наиболее точный и почему? 9. Как доказать, что при определении фокусного расстояния первым способом наибольшая точность будет при « а = b »? ЛИТЕРАТУРА. 1. Г.С.Ландсберг, «Оптика», 1976, §§ 70-72, стр.277-284, 287-301. 2. Д.В.Сивухин, «Общий курс физики.

Оптика», 1980, §§ 9-12, стр.64-90. 3. Ф.А.Королев, «Курс общей физики. Оптика, атомная и ядерная физика», 1974, §§ 26-33, стр.156-196. 4. А.Н.Матвеев, «Оптика», 1985, §§ 22-23, стр.123-133. 5. И.В.Савельев, «Курс общей физики», т.3, 1967, §§ 8-13, стр.28-49.

– Конец работы –

Используемые теги: определение, фокусного, расстояния, собирательной, рассеивающей, линз0.093

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Определение фокусного расстояния собирательной и рассеивающей линз

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Еще рефераты, курсовые, дипломные работы на эту тему:

Определение сущности БУУ: предмет и метод. Можно дать грубое определение цели УУ: предоставление информации, которая полезна для руководства организации
БУУ часть информационной системы предприятия с одной стороны с другой деятельность целями которой является обеспечение информацией руководства... Можно дать грубое определение цели УУ предоставление информации которая... Сущность УУ заключается в аналитичности информации она собирается группируется идентифицируется и изучается УУ...

Задание №1. Определение энтропии. Задание №2. Определение информационных потерь при передаче сообщений по каналам связи с шумами. Варианты заданий для выполнения п. а задачи №1 Практическое занятие №2
Задание Определение энтропии... Сообщение состоит из N символов Имеется m типов символов количество букв... Задание Определение информационных потерь при передаче сообщений по каналам связи с шумами...

ФОКУСЫ, ГЛАВНЫЕ ТОЧКИ И ФОКУСНЫЕ РАССТОЯНИЯ
Dl dlb... Положение же изображения относительно последней преломляющей поверхности S определяется с помощью формул и...

Родовидовые определения. Правила определения понятий
Родовидовым назовем определение через род и видовое отличие. Родовидовое определение имеет следующую структ уру: А= dfВ и С, где А — определяемое… Например, для понятия стула — «предмет мебели», для понятия преступления —… Правила определения 1. Правило соразмерности. Прежде, чем описать, в чем заключается это правило, продолжим нашу…

Основные классы неорганических соединений. Определение молярной массы эквивалентов цинка. Определение теплоты реакции нейтрализации. Скорость химической реакции. Катализ
ВВЕДЕНИЕ... При изучении химии большое значение имеет лабораторный практикум Правильно поставленный эксперимент позволяет...

Определение энтропии. Определение информационных потерь при передаче сообщений по каналам связи с шумами
Задание Определение энтропии... Сообщение состоит из N символов Имеется m типов символов количество букв... Задание Определение информационных потерь при передаче сообщений по каналам связи с шумами...

Использование гидролиза для определения химических свойств белка, ренгеноструктурный анализ, электронная микроскопия
Образование АТФ в процессе метаболизма идет двумя путями окислительного и субстратного фосфорилирования дых цепь ЦТК гликолиз Возникновение... Свойства белков их биологическая роль Методы очистки и разделения Свойства белков кислото основные и...

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕРОЯТНЕЙШЕГО (НАИБОЛЕЕ АДЕЖНОГО) ЗНАЧЕНИЯ ИЗМЕРЕННОЙ ВЕЛИЧИНЫ, ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ РЯДОВ ИЗМЕРЕНИЙ И ФУНКЦИЙ ИЗМЕРЕННЫХ ВЕЛИЧИН
Одним из элементов гидромелиоративного строительства является вынос в натуру... Выполнение настоящих заданий позволит студентам получить практические навыки по следующим вопросам...

По определению эквипотенциальной поверхности, поверхность геоида везде перпендикулярна отвесной линии
Геоид определяется как эквипотенциальная поверхность земного поля тяжести уровенная поверхность приблизительно совпадающая со средним уровнем... По определению эквипотенциальной поверхности поверхность геоида везде... Некоторые авторы обозначают вышеописанное понятие термином не геоид а основная уровенная поверхность в то время...

Определение экологии. Предмет её изучения
Границы биосферы Верхняя граница в атмосфере км Она определяется озоновым слоем задерживающим коротковолновое ультрафиолетовое излучение... Нижняя граница в литосфере км Она определяется температурой... Граница между атмосферой и литосферой в гидросфере км Определяется дном Мирового Океана включая донные...

0.033
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • По категориям
  • По работам