МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ВОСТОЧНОУКРАИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ

ПО ОБЩЕЙ ФИЗИКЕ

Часть 4. О п т и к а

(для студентов, обучающихся по направлениям

"Физика ", "Прикладная физика ")

УТВЕРЖДЕНО на заседании кафедры физики. Протокол № 5 от 30.12.99

Луганск ВУГУ 2000

УДК 53

Методические указания к лабораторным работам по общей физике. Часть 4. Оптика (для студентов, обучающихся по направлениям "Физи­ка", "Прикладная физика") /Сост.: Е.И. Харченко, B.C. Хлевнюк. - Луганск: Изд-во Восточноукр.гос.ун-та, 1999. -55с.

Содержит материал по методике выполнения лабораторных работ, органи­зации самостоятельной работы и рекомендациями по обработке результатов изме­рений формированию отчетов.

Составители: Е. И. Харченко, доц.

В. С. Хлевнюк, доц.

Отв. за выпуск П. И. Голубничий, проф.

Рецензент Г. С. Калюжный, доц.

ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИКА

I. Определение кардинальных точек оптических систем

l.l Лабораторная pa6oтa

Определение фокусного расстояния тонкой положительной линзы

Цель работы: овладеть способами определения фокусного расстояния тонкой положительной линзы.

Приборы и принадлежности: оптическая скамья, осветитель с объект-сеткой (№ 30), линза (№ 6), экран (№ 31), рейтеры (№ 21) держатель линзы.

1.1.1. Описание экспериментальной установки и метода

Измерения выполняются на оптической скамье, вдоль которой могут пере­мещаться рейтеры с линзой и экраном (рис. 1). Расстояния от предмета до линзы, от линзы до экрана или от осветителя до экрана отсчитываются по линейке, со­вмещенной с основанием скамьи.

Первый способ

Фокусное расстояние линзы можно определить, используя формулу:

если получить четкое изображение предмета на экране и измерить расстояния и .

Для этого следует придвинуть экран к сетке осветителя и нанести на нем метку, соответствующую центру сетки. Далее, отодвинув экран на край оптичес­кой скамьи, поместить между осветителем и экраном положительную линзу и получить на экране четкое изображение сетки, центр которой совместить с мет­кой на экране. Измерив по шкале оптической скамьи расстояния и , по формуле (1) рассчитать фокусное расстояние линзы .

Второй способ

Используя формулу и формулу (1), можно определить фокус­ное расстояние линзы по величине предмета , его изображения и расстоя­ния .

Измерения проводить так же, как и при первом способе, при этом необхо­димо измерить - вертикальный отрезок на сетке осветителя, его изображение на экране и расстояние .

Исключив из формулы (1) значение , вычислить фокусное расстояние линзы .

Рис. 2

Третий способ

Если расстояние между предметом и его изображением больше , то можно получить два изображения - увеличенное и уменьшенное - при неизмен­ном положении предмета и экрана (рис.3). В этом случае фокусное расстояние линзы можно определить по формуле :

.

Зависимость показателя преломления материала линзы от длины волны падающего света приводит к соответствующей зависимости фокусного расстоя­ния (хроматической аберрации). Поэтому точность измерений существенно по­вышается при работе со светофильтрами.