Цель работы: определение фокусных расстояний собирающей и рас- сеивающей линз исходя из результатов измерений расстояний от исследуе- мых линз до предмета и его изображения.
Общие сведения
Фокусным расстоянием тонкой линзы называют расстояние между оп- тическим центром линзы и ее главным фокусом, т. е. точкой, лежащей на главной оптической оси, в которой пересекаются после преломления в линзе световые лучи, падающие на линзу параллельно главной оптической оси. Главной оптической осью называют прямую, проходящую через центры кри- визны обеих сферических поверхностей линзы.
Элементарная теория оптических стекол приводит к простым соотноше- ниям между фокусным расстоянием F линзы, расстоянием d от линзы до предмета, расстоянием f от линзы до изображения предмета, относительным
показателем преломления n материала линзы и радиусами кривизны
r1 и r2
сферических поверхностей линзы. Для тонкой линзы (толщиной которой по
сравнению с r1 и r2
можно пренебречь) справедливы следующие соотношения:
Для решения сложных оптических задач применяют оптические систе- мы, состоящие из нескольких линз, например телеобъективы, телескопы, микроскопы и т. п. Расчет хода лучей и параметров таких систем более сло- жен, чем для отдельных линз, но и в этом случае элементарный расчет про- изводят по формуле (1.1) с учетом характеристик отдельных оптических компонентов (линз) системы.
Экспериментальное определение фокусного расстояния линзы может быть проведено различными способами. Наиболее простой из них для соби- рающей линзы заключается в получении с помощью исследуемой линзы дей- ствительного изображения удаленного предмета на экране. Предполагая, что лучи от удаленного светящегося предмета падают на линзу параллельным пучком, можно принять расстояние между собирающей линзой и изображе- нием светящегося предмета равным фокусному расстоянию линзы. Ошибка будет тем меньше, чем дальше от линзы будет находиться предмет.
Для определения фокусных расстояний аналогичных линз существует еще ряд способов. В данной работе применяют два из них:
способ определения фокусного расстояния линзы путем нахождения расстояний от линзы до предмета и от линзы до изображения;
способ перемещения линзы из положения, при котором на экране получается увеличенное изображение предмета, в положение, при котором на экране получается уменьшенное изображение предмета, при неизменном расстоянии между предметом и изображением (рис. 1.1).
Рис. 1.1. Ход лучей в собирающей линзе
Рассеивающая линза не дает действительного изображения предмета на экране, поэтому для определения фокусного расстояния такой линзы используют оптическую систему, составленную из двух линз: исследуемой – рассеивающей, и вспомогательной – собирающей.
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)
Кафедра Физики
отчет
по лабораторной работе №1
по дисциплине «Физика»
Тема: ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФОКУСНЫХ РАССТОЯНИЙ ЛИНЗ
Студент гр. 7291 |
|
Николаев К.В. |
Преподаватель |
|
Козлов Д.М. |
Санкт-Петербург
2018
ПРОТОКОЛ Лабораторная работа №1
№ |
m1, мм |
k1, мм |
m2 , мм |
d1, мм |
f1 , мм |
F1 , мм |
F1 F1, мм |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
m1, мм |
m2 , мм |
k1, мм |
k2 , мм |
l, мм |
l l , мм |
L L, мм |
F1 F1, мм |
||||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
2 |
|
|
|
|
|
|||||||||||
3 |
|
|
|
|
|
|||||||||||
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
5 |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||