Лабораторная работа № 12. Определение фокусного расстояния и оптической силы линзы.

Объем учебного времени – 2 часа.

Первый уровень

I вариант

Цель работы: определение опытным путем фокусного расстояния оптической силы собирающей линзы.

В результате выполнения лабораторной работы студенты должны

знать:

- физический смысл фокуса линзы;

- формулу тонкой линзы;

- формулу оптической силы линзы;

уметь:

- получать изображения с помощью линзы;

- определять фокусное расстояние и оптическую силу линзы;

- строить изображения в линзах.

Оборудование: комплект лабораторный по оптике, линейка.

Правила техники безопасности (Приложение Д).

Основные теоретические положения

Получив с помощью линзы действительное изображение светящегося предмета на экране и, измерив, расстояние от линзы до объекта и расстояние до изображения, можно вычислить фокусное расстояние по формуле линзы:

где F- фокусное расстояние линзы, d – расстояние от предмета до линзы,

f – расстояние от линзы до изображения.

Рабочая формула для определения фокусного расстояния: ,

формула оптической силы линзы: D=

Порядок выполнения работы

Задание I: Вычислить фокусное расстояние линзы.

1. Для определения фокусного расстояния собирающей линзы установите на столе источник света из лабораторного комплекта по оптике, вставьте в окно прибора диапозитивную рамку с отверстием в виде стрелки. При включении источника света в сеть переменного тока с напряжением 42В стрелка в окне прибора должна светиться.

2. Поставьте перед окном источника света линзу №1, а за линзой белый экран. Перемещая линзу и экран, найдите такое положение относительно окна в источнике света, при котором на экране получается четкое изображение стрелки.

3. Измерьте расстояние от окна прибора до линзы и от линзы до экрана. Вычислите фокусное расстояние линзы.

4. Измените расстояние от линзы до источника света. Передвижением экрана вновь добейтесь получения резкого изображения стрелки на экране. Измерьте расстояния от линзы до экрана и от линзы до источника света, вычислите фокусное расстояние линзы.

5. Поверните линзу к окну и получите на экране изображение далеких предметов за окном. Измерьте расстояние от линзы до экрана и сравните его с полученными ранее значениями фокусного расстояния линзы.

6. Оцените границы погрешности определения фокусного расстояния линзы (Приложение В, метод среднего арифметического) и сделайте вывод о том, согласуются ли между собой результаты трех опытов по определению фокусного расстояния линзы.

Задание II: Вычислить оптическую силу линзы.

Задание III: Оформить результаты измерений и вычислений в форме отчета по лабораторной работе в соответствии с Приложением Б.

Контрольные вопросы:

1. Почему в качестве предмета берется освещенная щель, а не накаленная нить лампы?

2. Где нужно расположить предмет, чтобы собирающая линза рассеивала лучи, падающие от предмета на линзу? Покажите ход лучей в этом случае.

3. Как быстро определить фокусное расстояние собирающей линзы? Какое свойство хода лучей используется в этом случае? Покажите рисунком ход лучей.

4. Как изменится изображение предмета в вашей работе, если закрыть половину линзы. Проверьте на опыте.