Обработка ЛР1
1) Определение фокусного расстояния собирающей линзы – 1 способ
Вычисляем фокусное расстояние с погрешностью выборочным методом по имеющимся данным (данные отражены в таблице протокола):
Определим
инструментальную погрешность определения
(данные
приведены в таблице):
2) Определение фокусного расстояния собирающей линзы – 2 способ
Воспользуемся методом переноса погрешностей:
3) Определение фокусного расстояния рассеивающей линзы
Воспользуемся выборочным методом и рассчитаем по имеющимся данным (данные приведены в таблице протокола):
Определим инструментальную погрешность определения (данные приведены в таблице):
Теоретические вопросы
Вопрос № 25
О
бъясните
принцип действия глаза, как оптической
системы, у человека.
Глаз человека – сложная оптическая система, действие которой аналогично фотоаппарату. Устройство его показано на рисунке.
Он имеет почти шарообразную форму, диаметр его около 2,5 см. Снаружи он покрыт защитной оболочкой белого цвета (1) – склерой. Передняя прозрачная часть склеры (2) называется роговицей. За ней расположена радужная оболочка (3), окрашенная пигментом. Именно она отвечает за цвет глаза. Отверстие в радужной оболочке называется зрачком. В зависимости от яркости света, он изменяет свой диаметр. Между роговицей и радужной оболочкой находится прозрачная жидкость. За зрачком находится хрусталик (4) – эластичное линзоподобное тело. Особая мышца (5) может изменять в некоторых пределах форму хрусталика, изменяя тем самым его оптическую силу. Остальная часть глаза заполнена стекловидным телом. Задняя часть глаза – глазное дно, оно покрыто сетчатой оболочкой (6), представляющей собой сложное разветвление зрительного нерва (7) с нервными окончаниями – светочувствительными палочками и колбочками.
Лучи света, преломляясь через роговицу и хрусталик, создают на сетчатке уменьшенное перевёрнутое изображение.
Главная особенность глаза – способность рефлекторно изменять систему глазной оптики в зависимости от положения предмета – аккомодация.
У глаза существует область аккомодации, которая определяется положением двух точек – дальней и ближней точки аккомодации.
Кроме этих двух точек у глаза существует расстояние наилучшего зрения – расстояние, на котором удобнее всего рассматривать детали предмета.
При нарушении зрения изображения удалённых предметов в случае ненапряжённого глаза могут оказаться либо перед сетчаткой (близорукость), либо за сетчаткой (дальнозоркость).
Для исправления эффекта служат очки – с рассеивающими линзами в случае близорукости, и с собирающими – в случае дальнозоркости.
Вопрос 1.
Что называется главной оптической осью линзы, оптическим центром линзы, главным фокусом линзы, фокусным расстоянием тонкой линзы?
На рисунке:
Оптическая ось (NN) – прямая, проходящая через центры сферических поверхностей, ограничивающих линзу.
Оптический центр О – точка, которая у двояковыпуклых или двояковогнутых линз находится на оптической оси внутри линзы (в её центре).
Если перед собирающей линзой поместить светящуюся точку S, то луч света, направленный по оси, пройдёт через линзу не преломившись, а лучи, не проходящие через центр, будут преломляться в сторону оптической оси и пересекутся с ней в некоторой точке F, которая будет изображением точки S. Эта точка носит название фокуса.
Если на линзу будет падать свет от удалённого источника, который можно представить в виде параллельного пучка лучей, то на выходе лучи будут преломляться под большим углом, и точка F переместиться ближе. При данных условиях точка пересечения лучей за линзой, F’, будет называться главным фокусом, а расстояние от центра линзы до этой точки – фокусным расстоянием.
Лучи за рассеивающей линзой будут преломляться в сторону от оси – рассеиваться. Если лучи продолжить в обратном направлении, то они пересекутся в одной точке – фокусе рассеивающей линзы. Эта точка будет мнимой.
Вывод: мы определили фокусные расстояния рассеивающей и собирающей линз исходя из результатов измерений расстояний от исследуемых линз до предмета и его изображения. Для определения использовали разные методы.