2.2.2. Метод Аббе

В этом методе линза остается неподвижной, а предмет и экран перемещаются (рис. 5). Сначала получают изображение предмета с одним увеличением, а затем – с другим.

Обозначив увеличение в первом случае , во втором – и пользуясь формулой тонкой линзы, можно найти фокусное расстояние собирающей линзы

Рис. 5. Метод Аббе

или

,

(2)

где L – смещение экрана.

2.2.3. Метод Бесселя (метод перемещения линзы)

Если расстояние между предметом и экраном более четырех фокусных расстояний, то с помощью собирающей линзы можно получить два резких изображения предмета – увеличенное и уменьшенное при двух положениях линзы I и II (рис. 6). При этом оба положения линзы будут симметричны относительно середины отрезка .

Расстояние от предмета до линзы определяется как , а расстояние от линзы до экрана – . Подставляя эти величины в формулу тонкой линзы, получим:

.

(3)

Этот способ теоретически является наиболее точным. Во всех других способах, измеряя расстояние до линзы, подразумевают ее середину, на самом деле эти расстояния следует отсчитывать от соответствующих главных плоскостей, определение которых довольно затруднительно.

Рис. 6. Метод Бесселя

В описанном способе ошибка исключается благодаря тому, что в нем измеряется не расстояние от линзы, а ее перемещение.

2.2.4. Фокусное расстояние рассеивающей линзы

Если на пути лучей, выходящих из точки B и сходящихся в точке Э перед преломлением в собирающей линзе (рис. 7) поставить рассеивающую линзу так, чтобы расстояние от нее до точки B было меньше фокусного, то действительный фокус лучей удаляется от собирающей линзы. Лучи, исходящие из точки В теперь сместятся в точку A.

Рис. 7. Определения фокусного расстояния рассеивающей линзы

Вследствие этого можно считать точку А действительным источником, а точку В ее мнимым изображением.

Обозначив , и учитывая знаки ( и – отрицательны) по формуле тонкой линзы получим:

.

(4)

3. Приборы и принадлежности:

• Оптическая скамья – 1 шт.

• Собирающая линза – 2 шт.

• Рассеивающая линза – 1 шт.

• Источник света – 1 шт.

• Рулетка – 1 шт.

• Экран – 1 шт.

• Штангенциркуль – 1 шт.

4. Порядок выполнения работы

2.4.1. Определение главного фокусного расстояния собирающей линзы с помощью формулы для тонкой линзы

1. Установить на оптическую скамью собирающую линзу так, чтобы её центр находился на главной оптической оси. Включить источник света и переместить его в крайнее левое положение.

2. Перемещая экран добиться устойчивого изображения крестика.

3. Измерить расстояние a от источника света до линзы и расстояние b от линзы до экрана.

4. Переместить собирающую линзу в другое положение. Результаты занести в таблицу 2.

5. Повторить пп. 2 – 4 пять раз. После проведения эксперимента выключить источник света.

6. По формуле (1) рассчитать фокусное расстояние собирающей линзы. Вычислить среднее значение фокусного расстояния.

7. Рассчитать абсолютную и относительную погрешность фокусного расстояния F.

Таблица 2. Формула тонкой линзы

№	a, см	b, см	F, см	, см	F, см	F, %
1
2
3
4
5