Дослід 9. Утворення зображень за допомогою лінз.

Обладнання: універсальний проекційний апарат з оптичною лавою, скляні демонстраційні двоопукла і двовгнута лінзи з лінзо тримачами, метр демонстраційний, екрани малі (з матового скла або білий, сірий і чорний), стеаринова свічка й сірники або картонний диск (за розміром конденсора) з фігурним отвором (у формі стрілки або букви Г) у центрі.

П аралельний світловий пучок 1 від проекційного апарата спрямовують на скляну дво­опуклу лінзу 2. За допомогою екрана 3 знаходять у розсія­ному світлі положення 4 головного фокуса лінзи і де­монстраційним метром вимірюють її головну фокусну від­стань.

Світним предметом АВ може бути запалена стеаринова свічка або освітлювач з конденсором від проекційного апа­рата. Досліди проводять у затемненому приміщенні. Якщо користуються свічкою, проекційний апарат вимикають і за­бирають його з демонстраційного стола, якщо - освітлюва­чем, то отвір конденсора щільно закривають картоном. У центральній частині картону вирізають отвір у формі стрілки або букви Г і заклеюють його тоненьким білим па­пером. Зображення світного предмета спостерігають на від­повідно розміщеному екрані 5 з матового скла.

Визначивши головну фокусну відстань лінзи F, демон­струють за її допомогою дійсні зображення світного пред­мета АВ для таких його відстаней d від двоопуклої лінзи: (спочатку встановлюють світний предмет якнайдалі від лінзи і спостерігають за його зображеннями, а потім - на відстані, трохи більшій від 2F, d=2F і 2F>d>F. Зображення в кожному випадку коментують і роблять відпо­відну побудову на дошці.

Якщо d=F, побудовою доводять, що будь-які промені, які виходять з однієї точки світного предмета, після залом­лення лінзою стають паралельними. На досліді перекону­ються, що в цьому випадку дійсне зображення предмета не утворюється ні при яких відстанях і положеннях екрана від­носно лінзи.

Щоб спостерігати уявне, пряме та збільшене зображення світного предмета, яке дає збиральна лінза (коли d<F), пропонують учням розглядати свічку (світну стрілку чи букву) крізь лінзу, повернуту до класу. Розбіжні промені, Що виходять з лінзи і не дають дійсного зображення пред­мета на екрані, стають збіжними в цьому випадку під дією ока (системи, що діє як збиральна лінза).

Дослід 10. Будова і дія проекційного апарата

Обладнання: універсальний проекційний апарат з оптичною лавою (комплект), кольоровий і чорно-білий діапозитиви, екран проекційний (білий), димар або куля Паскаля і зубний порошок (мука), сферична колба об'ємом 1-2 л, наповнена кип'яченою водою, епідіаскоп, підставки демонстраційні.

1. На демонстраційному столі встановлюють універсаль­ний проекційний апарат з оптичною лавою (комплект), З'ясовують призначення та дію основних його частин (ос­вітлювач, конденсор, об'єктив), вузлів і деталей. Водночас виконують на дошці схематичний рисунок будови апарата, записують назви частин, вузлів і деталей; креслять схему ходу променів у оптичній системі проекційного апарата.

2. На протилежному боці демонстраційного стола вста­новлюють перпендикулярно до головної оптичної осі систе­ми проекційний екран. Затемнюють приміщення і вмикають освітлювач апарата. Переміщуючи об'єктив, досягають чіт­кого зображення білого круга на екрані. У розсіяному світ­лі спостерігають проходження світлового пучка від конден­сора до об'єктива і далі - до екрана.

3. Вмикають освітлення, встановлюють діапозитив у рам­ку і проектують його зображення на екран. Рамку з кольо­ровим діапозитивом розміщують на оптичній лаві між конденсором і фокусом об'єктива. Вмикають освітлення і спостерігають на екрані нечітке зображення діапозитива. Переміщуючи об'єктив, досягають чіткого збільшеного, оберненого зображення.

Змінюючи відстані діапозитива щодо екрана, звертають увагу на зміну розмірів та освітленості зображення, чіткість якого знову фокусують об'єктивом.

4. Після цього показують, як впливає конденсор на яс­кравість зображення та як змінюється якість зображення при використанні об'єктива проекційного апарата без ос­новних недоліків лінз. Кольоровий діапозитив замінюють чорно-білим, забирають конденсор з оптичної лави і на міс­ці об'єктива ставлять наповнену водою сферичну колбу. При цьому додержують умови, що діапозитив повинен зна­ходитись між F і 2F колби-об'єктива (головну фокусну від­стань колби з водою визначають заздалегідь і повідомля­ють її числове значення учням). Центрують систему і переміщенням колби дістають на екрані зображення діапозитива. Виявляють, що його центральна чорно-біла частина чітка, а краї з кольоровим забарвленням трохи спотворені; при цьому зображення освітлене дуже слабо і неодно­рідно.

Знову ставлять конденсор на своє місце (закріплюють біля освітлювача на оптичній лаві) і помічають, що освітле­ність зображення діапозитива на екрані значна підвищи­лась і світлі частини картинки однаково яскраві. Замінюють колбу об'єктивом проекційного апарата і спостерігають (при досягненні чіткості зображення) на екрані досконале чорно-біле зображення діапозитива (з рівномірним освітленням та однаково чіткими краями і центральною части­ною діапозитива).