Порядок выполнения работы

1. Ознакомьтесь с установкой и включите источник света.

2. Вставьте в оправу собирающую линзу.

3. Перемещая линзу по оптической скамье, добейтесь четкого изображения предмета на экране — увеличенного или уменьшенного (отсутствие четкого изображения при любом положении линзы означает, что линза — рассеивающая).

4. Запишите отсчеты положения предмета, экрана, линзы по измерительной шкале.

5. Вставьте в оправу комбинированную линзу и выполните пункты 3 и 4.

6. Повторите опыт три раза при различных расстояниях между предметом и экраном.

7. Данные занесите в табл. 63.1 и проделайте вычисления по формулам (3)-(6).

8. Вычислите абсолютную погрешность измерения D собирающей линзы (D).

Контрольные вопросы

1. Как скомбинировать из двух линз систему, пропускающую параллельные лучи без изменения направления?

2. Когда оптическая сила двух линз, сложенная вместе, меньше, чем оптическая сила: а) каждой из них, б) только одной из них?

3. Как изменится фокусное расстояние двояковыпуклой линзы (рис. 63.2), если одну из сферических поверхностей, ограничивающих ее, заменить плоской?

4. Как изменится фокусное расстояние двояковыпуклой линзы, если радиусы кривизны ее поверхностей: а) увеличить в два раза, б) уменьшить в два раза?

5. Нарисуйте ход лучей через линзу для следующих изображений предмета: а) мнимое увеличенное, б) действительное перевернутое уменьшенное.

6. Как построить изображение светящейся точки, расположенной на оптической оси?

Раздел 2. Волновая оптика

Лабораторная работа № 64

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ ВОЛНЫ СВЕТА ИЛИ РАДИУСА КРИВИЗНЫ ЛИНЗЫ С ПОМОЩЬЮ КОЛЕЦ НЬЮТОНА

При подготовке к лабораторной работе ознакомьтесь с изложением вопроса о кольцах Ньютона в конспектах лекций.

Проработайте тему «Интерференция света» по пособию «Волновая оптика: Методические указания по курсу «Физика и биофизика». С. 5-10.

Цели работы

1. Ознакомиться с методом определения длины волны света и радиуса кривизны линзы с помощью колец Ньютона

2. Укрепить навыки работы с микроскопом.

3. Получить экспериментальные результаты, оформить отчет и сформулировать основные выводы по работе.

Оборудование

1. Микроскоп (рис. 64.1а) с осветителем (рис. 64.16).

1. Плоско-выпуклая линза с плоскопараллельной пластиной в оправе (рис. 64.2).

Рис. 64 I Схема установки: „

а) – микроскоп: 1 - шкала микрометрического винта, 2 - ручка грубой регулировки, 3 – винты, перемещающие предметный столик и окуляр, 4 - окуляр, 5 - тубус микроскопа, 6 – объектив, 7 – плоско-выпуклая линза на плоскопараллельной пластинке (подробно эта часть установки изображена на рис. 64.2), 8 – предметный столик; б) – осветитель (лазер)

Внимание! Установка собрана и отрегулирована лаборантом. Студенты пользуются только шкалой микрометрического винта (1) (на рис. 64.1). Микроскоп, осветитель, оправу и винты (2) и (3) (рис. 64.1) не трогать!

Рис 64.2. 1— плоскостно-выпуклая линза; 2 - плоскопараллельная пластина; 3 – оправа; 4 — поверхность линзы

-;,

Рис. 64.3. Ход лучей при интерференции в точке В

Рис. 64.4. Картина темных колец, видимых на поверхности линзы

Краткие теоретические сведения

Ход лучей и картина темных колец, видимых на поверхности линзы, изображены на рис. 64.3 и 64.4. Формула радиусов ρ_к темных колец в воздухе (показатель преломления воздуха п = 1):

k = 0,1,2,...,

где R — радиус кривизны поверхности линзы, λ — длина волны падающего света, k — номер темного кольца.