Виконання роботи

Вся установка збирається на оптичній лаві довжиною не менше одного метра зі шкалою з ціною поділки не більше 1мм. На одному кінці лави жорстко закріпляють освітлювач зі шкалою. Положення шкали» освітлювача повинно відповідати нульовому відліку по шкалі оптичної лави. Решта деталей встановлюється на лаві за потребою.

І. Юстування лінз.

В даній роботі проводиться юстування лінз по висоті, тобто регулювання їх центра по вертикалі. Регулювання по горизонталі також можна проводити, якщо в оправах передбачено відповідний пристрій для юстування.

1. Матовий екран розташувати поблизу освітлювача і на ньому простим олівцем відмітити тіньове зображення хреста шкали освітлювача. Потім матовий екран переставити на кінець оптичної лави.

2. Між освітлювачем та екраном помістити рейтер з додатною лінзою. Переміщуючи рейтер з лінзою, отримати на екрані чітке зображення шкали освітлювача. Переміщенням лінзи по висоті сумістити зображення з хрестом на екрані. В такому положенні лінзу закріпити в рейтері.

3. Методику юстування від’ємних лінз пояснює мал. 5.

4. На оптичну лаву помістити рейтер з уже від’юстованою по висоті додатною довгофокусною лінзою 1, а. потім рейтер з від’ємною лінзою 2, і, змінюючи положення від’ємної лінзи, сумістити зображення шкали з відміткою на екрані 3, закріпити лінзу в положенні суміщення.

Рис. 5

II. Моделювання зорової труби Кеплера.

Згідно рис. 1, в зорову труб повинні входити паралельні промені, які йдуть від нескінченно віддаленого джерела світла. Можна отримати паралельні промені від джерел, розташованих на кінцевій відстані, за допомогою систем, які називаються коліматорами. На мал. 6 зображена схема коліматора разом із зоровою трубою. Точкове джерело світла 1 розмішується в першому фокусі об’єктива 2 коліматора. Очевидно, з об’єктива вийдуть паралельні (коліміровані) промені. Якщо на шліху таких променів розмістити допоміжну зорову трубу 3, то зображення джерела 1 буде видно через цю трубу як зображення віддаленого джерела. Замість джерела світла можна в першому фокусі об’єктива коліматора розмістити шкалу, тоді око 4 побачить через зорову трубу зображення шкали.

Розпочинаючи роботу, потрібно зорову трубу налаштувати на який-небудь віддалений предмет, наприклад, на видимий з вікна об’єкт - дерево, будинок тощо. Це називається «настройка на нескінченність».

1. Зібрати коліматор за схемою мал. 6, використовуючи додатну лінзу 2 з невеликою фокусною відстанню як об’єктив. Лінзу потрібно встановити так, щоб шкала освітлювача була розміщена приблизно в її першій фокальній площині.

Зорова труба

Коліматор

Рис. 6

Розмістити на оптичній лаві допоміжну зорову трубу і відрегулювати її по висоті. Потім спостерігаючи через зорову трубу за зображенням шкали 1 і переміщуючи лінзу 2, досягти різкості зображення пікали. Це положення лінзи 2 буде відповідати найбільш точному розміщенню шкали освітлювача в її фокальній площині.

Вибрати довго фокусну і короткофокусну лінзи як об’єктив і окуляр модельованої труби. Розмістити лінзу об’єктива поблизу лінзи коліматора 2, а потім встановити лінзу-окуляр так, щоб хід променів був телескопічним. Це досягається за допомогою зорової труби, розміщеної за лінзою-окуляром модельованої труби.

Регулюючи положення лінзи-окуляра, досягти максимальної чіткості зображення шкали 1, яка спостерігається через дві труби - модельовану і допоміжну, розміщених одна за одною.

Відсунути допоміжну зорову трубу і вимірять лінійкою діаметри D вхідного та D’ вихідного отворів вимірюють за допомогою міліметрового паперу, розміщеного за окуляром у тому ж положенні, де розмита світлова пляма стане різкою (зображення оправи об’єктива, яке дає окуляр).

Підрахувати збільшення зорової труби Г і β по формулах (2),(3),(5).

III. Моделювання зорової труби Галілея.

Зібрати коліматор, як вказано в завданні 2.

Взяти довго фокусну додатну лінзу для об’єктива і короткофокусну від’ємну для окуляра.

1. Зібрати модель труби Галілея за схемою на мал. 2, враховуючи, що пучок паралельних променів входить в лінзу-об’єктив з коліматора, а різке зображення шкали коліматора спостерігається через допоміжну зорову трубу при точному співпаданні другого і першого фокусів об’єктива і окуляра (коліматор і допоміжна зорова труба на мал. 2 відсутні).

2. Підрахувати збільшення труби Галілея за формулою (2).

3. Визначити експериментально збільшення труби Галілея за формулою (1), враховуючи, що кутове збільшення зорової труби дорівнює відношенню тангенсів кутів зору предмета з трубою і без труби.

Для цього предмет - шкала освітлювача - спостерігається спочатку через дві труби: зібрану трубу Галілея і допоміжну трубу, а потім через допоміжну трубу при знятих з лави лінзах, які складають трубу Галілея. В обох випадках проводиться вимірювання шкали, яка спостерігається по окулярній сітці допоміжної труби. Якщо результат вимірювання через дві труби l’, а з однією трубою l, то враховуючи формулу (4) отримаємо

.

IV. Моделювання мікроскопа.

Модель мікроскопа складається з двох додатних лінз: короткофокусної лінзи-об’єктива та довго фокусної лінзи-окуляра. Предметом є шкала освітлювача.

1. Встановити лінзу-об’єктив у такому положенні, щоб шкала освітлювача знаходилася на відстані від лінзи, трохи більшій за його фокусну відстань .

2. За лінзою розмістити матовий екран і знайти положення проміжного зображення предмета, яке дає лінза-об’єктив.

3. Вибравши значення ∆ (краще всього взяти ∆ = 190мм) і враховуючи, що проміжне зображеннях знаходиться приблизно на відстані + ∆ від лінзи об’єктива, відносно предмета і його зображення, переміщуючи лінзу-об’єктив і екран.

4. Забравши екран, помістити лінзу-окуляр на оптичну лаву і, спостерігаючи неозброєним оком, отримати зображення шкали в окулярі. Схема отриманої моделі повинна відповідати мал. 3.

5. Обчислити збільшення отриманого мікроскопа за формулою (6).