Описание оборудования

Рис. 3.21.11. Внешний вид установки.

О

Рис 3.21.12. Объект МОЛ- 1.

пыты могут быть проведены на лабораторных установках РМС1 и РМС4. Установки имеют сходную конструкцию оптической скамьи стержневого типа. Линзы в оправах размещаются между стержнями и могут перемещаться вдоль них. Для отсчета расстояний вдоль оптической оси служит натянутая лента рулетки, закрепленная с помощью специальных зажимов в стойках. Для имитации светящегося предмета в работе РМС1 применяется двумерная дифракционная решётка (центральная зона объекта МОЛ-1), освещаемая лазерным излучением. Из-за дифракции лазерный пучок за решёткой расщепляется на множество расходящихся лучей, которые дают характерное крестообразное расположение ярких пятен на экране (рис. 3.21.10). Полный внешний вид установки изображён на рис. 3.21.11. Лазер 1 подсвечивает дифракционную решётку 2. Пятно, возникающее на решётке при освещении её лазерным лучом, играет роль светящегося "предмета". Расходящиеся от "предмета " лучи исследуемая линза или система линз 3 сводит на экране 4 в пятно-изображение. Элементы установки размещены на оптической скамье 5.

Рис. 3.21.13. Расстояния, используемые в методе Бесселя.

Порядок выполнения работы

1. Прочесть инструкцию на рабочем месте.

2. Убрать линзы из оптического тракта. Включить лазер. Проверить правильность установки лазера, решетки и экрана. При правильной установке центральное дифракционное пятно должно находиться в центре экрана и иметь круглую форму. Кроме того, при перемещении решетки вдоль оси на 20 см центральное пятно должно смещаться не более чем на 1 мм.

3. Установить решётку и экран на расстоянии, указанном преподавателем, и определить их координаты х и х' по шкале оптической скамьи.

Рис. 3.21.14. Координаты решётки x, экрана x', положений линзы x₁ и x₂.

4. Установить в тракт первую линзу и, перемещая её, найти координаты x₁ и x₂ положений, при которых линза сводит лучи на экране в увеличенное и уменьшенное пятно-изображение. Повторить измерение координаты каждого положения три раза. Результаты занести в таблицу 1 (см. рис. 3.21.13).

5. Установить в тракт вторую линзу. Произвести измерения п. 4 с системой, составленной из двух линз.

6. Вынуть обе линзы из оптической скамьи и установить экран так, чтобы были отчётливо видны пятна между лучами основного яркого "креста". Для наблюдения дисторсии установить линзу приблизительно посередине между решёткой и экраном (см. рис. 3.21.9). Помещая в тракт сначала одну линзу, затем обе линзы вместе, зарисовать в каждом случае структуру распределения световых пятен на экране.

Обработка результатов

1. Вычислить расстояние L:

L = x' – х,

x, x' – координаты решётки и экрана.

2. Найти средние значения координат x₁ и x₂ для первой линзы и системы линз и определить по ним расстояние А в обоих случаях.

_{А = ,}

– средние значения координат линзы при сведении лучей на экране.

3. Определить фокусные расстояния первой линзы и системы линз по формуле (8).

4. Рассчитать фокусное расстояние второй линзы по формуле (10).

5. На основе сделанных зарисовок определить характер дисторсии для системы из двух линз и для каждой линзы в отдельности.

Таблица 1

№ опыта	1	2	3	xср.	A	L	f
x1
x2