Б) Наблюдение за хроматической аберрацией линз. П орядок выполнения работы

1. Между источником и линзой помещают фиолетовый светофильтр и получают резкое изображение предмета на экране (точка (рис 1.12)).

2. Отмечают положение экрана и рассчитывают фокусное расстояние по формуле (1.1).

3. Между источником и линзой помещают красный светофильтр и получают резкое изображение предмета на экране (точка ).

4. Отмечают положение экрана и рассчитывают фокусное расстояние по формуле: .

5. Вычисляют величины: Δf = f _k – f _ф и ΔF = F_k - F_ф , которые характеризуют величину хроматической аберрации

Контрольные вопросы

1. Построить изображения в положительных и отрицательных линзах, когда предмет находится между: оптическим центром и главным фокусом, главным и двойным фокусом, за двойным фокусом и в фокусе линзы.

2. Какие параметры и характеристики линз вы знаете?

3. Как определить оптическую силу системы линз?

4. В чем заключаются причины сферической аберрации? Какие способы их устранения вы знаете?

5. Какова роль диафрагм в оптических приборах?

6. Какое физическое явление вызывает хроматическую аберрацию? Какими способами удается ее уменьшить?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

ИЗМЕРЕНИЕ АБСОЛЮТНОГО ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ТВЕРДЫХ И ЖИДКИХ ВЕЩЕСТВ

Вопросы допуска

1. Относительный и абсолютный показатели преломления и их физический смысл.

2. Как определяется абсолютный показатель преломления твердых тел с помощью микроскопа?

3. Как определить абсолютный показатель преломления жидкостей с помощью рефрактометра?

Упражнение 1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ПЛОСКОПАРАЛЛЕЛЬНОЙ СТЕКЛЯННОЙ ПЛАСТИНКИ С ПОМОЩЬЮ МИКРОСКОПА

Оборудование: набор стеклянных пластин, микроскоп типа МБУ-4, микрометр.

Содержание и метод выполнения работы

При прохождении света через ровную и плоскую границу двух прозрачных веществ неодинаковой оптической плотности падающий луч света АО разделяется на два луча: отраженный луч ОВ и преломленный луч ОD (рис.1.12). Направления этих лучей определяется следующими законами отражения и преломления света:

1. Л уч АО, падающий на преломляющую поверхность, нормаль к поверхности в точке падения РОР, луч отраженный ОВ и луч преломленный ОD лежат в одной плоскости.

2. Угол отражения РОВ численно равен углу падения РОА.

3. Синус угла падения относится к синусу угла преломления , как скорость света в первой среде относится к скорости света во второй среде : .(1.4)

Этот закон гласит о том, что свет распространяется в различных средах с различной скоростью.

Для двух данных сред и для луча данной длины волны отношение скорости света в среде 1 к скорости света в среде 2 или отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная: .

Величина называется относительным коэффициентом преломления второй среды по отношению к первой.

Показатель преломления данной среды по отношению к вакууму называется абсолютным коэффициентом преломления.

Абсолютный коэффициент преломления среды 2 (рис1.12):

, , где -скорость света в вакууме, -скорость света в данной среде 2, т.е. показатель (коэффициент) преломления среды есть отношение скорости света в вакууме к скорости света в данной среде.

В основе метода, определения показателя преломления стекла при помощи микроскопа, лежит явление кажущегося уменьшения толщины стеклянной пластинки вследствие преломления световых лучей, проходящих в стекле при рассматривании пластинки нормально к ее поверхности.

В точку А, находящуюся на нижней поверхности стеклянной пластинки (рис.1.13), падают два луча света 1 и 2. Луч 2 падает на пластинку нормально к ее поверхности и поэтому проходит сквозь пластинку и выходит в воздух в точке С, не испытывая преломления. Луч 1 преломляется и выходит из пластинки в точку О в направлении D.

При выходе из пластинки луч ОD образует угол преломления -больший, чем угол падения . Если смотреть из точки D по направлению DО, то наблюдатель будет видеть точку пересечения лучей ОD и АС не в точке А, а в точке Е, т.е. толщина пластинки будет казаться равной СЕ.

Из рисунка видно, что кажущаяся толщина пластинки меньше действительной ее толщины .

Для лучей, близких к нормально падающим лучам, углы падения и преломления малы. В этом случае синусы можно заменить тангенсами и по закону преломления света (рассматривая обратный ход лучей): .

В нашем случае, после соответствующих преобразований имеем: или .

Следовательно, показатель преломления стекла можно найти из отношения истинной толщины стеклянной пластинки к кажущейся ее толщине.