III. Хід роботи

1. Увімкнути освітлювач в електромережу і одержати чітке зображення щілини освітлювача (“предмета”) на екрані.

2. Вимірюючи відстані x₀ і x_i, з рівняння (4) визначити фокусну відстань.

3. З рівняння (8) визначити збільшення лінзи, а з рівняння (6) – оптичну силу D.

4. Результати вимірювань та обчислень записати у звітну табл.1.

Таблиця 1

Результати вимірювань та обчислень

№	h ,м	hі,м	x0, м	xi, м	f, м	D, Дп	Г	ΔD, м

IV. Завдання науково-дослідного характеру

• Як визначити фокусну відстань розсівної лінзи, маючи збірну і розсівну лінзи?

• Яка повинна бути фокусна відстань збірної лінзи для того, щоб визначити фокусну відстань розсівної лінзи?

Контрольні питання

1. Дати визначення оптичної сили лінзи.

2. Вивести формулу тонкої лінзи.

3. Побудувати зображення предмета в тонкій лінзі.

Лабораторна робота № 102

Вивчення аберацій лінз

Прилади і матеріали: тонка лінза, сітка з освітлювачем, досліджувана лінза, коліматор, екран.

Мета роботи: ознайомитися з видами спотворення зображення в лінзах (абераціями) і вивчити прояв сферичної і хроматичної аберацій збірної лінзи.

І. Теоретичні відомості

В оптиці існують поняття ідеальної оптичної системи. Така система повинна задовольняти такі 3 умови Максвелла:

1. Гомоцентричний пучок після проходження оптичної системи залишається гомоцентричним;

2. Зображення плоского предмета в ідеальній оптичній системі залишається за формою подібним до предмета;

3. Зображення площини, яка перпендикулярна до оптичної осі, є площиною, яка також перпендикулярна до оптичної осі.

Всі реальні оптичні системи дають зображення, що мають відхилення від закону подібності.

Аберації оптичних систем поділяються на монохроматичні і хроматичні.

Монохроматична аберація – це спотворення зображення, яке виникає для променів визначеної довжини хвилі.

Хроматичні аберації – поява забарвленості зображень, яка виникає внаслідок того, що промені різних довжин хвиль заломлюються оптичною системою по - різному.

Монохроматичними абераціями є сферична аберація (поздовжня і поперечна), кома, астигматизм, дисторсія.

До хроматичних аберацій відносяться поздовжня хроматична аберація і хроматична різниця збільшень.

Для широких пучків променів головний фокус не має визначеного положення на оптичній осі внаслідок сферичної аберації. Міра поздовжньої сферичної аберації S’ - це різниця відрізків від центра лінзи до зображення, які дають широкі параксіальні пучки (рис.1).

Рис.1.

У цьому випадку

S' =S'-f'_D, (1)

де f’_D – фокусна відстань лінзи для хвилі довжиною _D. S’ - відстань від центра лінзи до точки, для якої визначається сферична аберація.

Поздовжня хроматична аберація характеризується різницею між положенням другого головного фокусу для різних довжин хвиль (f’ _λ) і для жовтої лінії натрію (f’_D):

ds^’ = f’_λ - f’_D, (2)