Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
optics.doc
Скачиваний:
8
Добавлен:
27.11.2018
Размер:
1.24 Mб
Скачать

5.2 Описание лабораторной установки

Рис. 10. Дифракция лазерного пучка на двумерной решетке

Рис. 11. Внешний вид установки

Рис. 12. Расстояния, используемые в методе Бесселя

Рис. 13. Координаты, подлежащие измерению:

решётки x

Экрана x/

Рис. 14. Ход лучей при наблюдении дисторсии

Рис. 15. Распределение пятен на экране при подушкообразной и бочкообразной дисторсии

Опыты по геометрической оптике 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. 10). Полный внешний вид установки изображён на рис.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.

В работе РМС4 используется ламповый осветитель, в корпусе которого установлен объект - стрелка нанесенная на матовом стекле. Изображение стрелки (прямое или перевернутое может) наблюдаться на экране. Внешний вид установки приведен на титульном листе настоящего описания.

5.3 Самостоятельная работа студентов: Порядок работы

А. Измерения

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 1мм.

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

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 пять раз. Результаты занести в таблицу (см. рис. 13). Последняя колонка таблицы зарезервирована для среднего значения каждой координаты.

№ опыта

1

2

3

4

5

ср.

x1

x2

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

6. Вынуть обе линзы из обоймы и установить экран так, чтобы были отчётливо видны пятна между лучами основного яркого "креста". Установить обойму для линз приблизительно посередине между решёткой и экраном. Помещая в тракт сначала одну линзу, затем обе линзы вместе, зарисовать в каждом случае структуру распределения световых пятен на экране.

Б. Вычисления и анализ

  1. Вычислить расстояние L.

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

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

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

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

5.4. Контроль степени усвоения материала.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]