- •Лабораторная работа № 41 Определение фокусных расстояний линз методом Бесселя
- •5.1. Теоретическое введение
- •Разрешающая способность микроскопа.
- •Световая микроскопия
- •Метод Бесселя
- •5.2 Описание лабораторной установки
- •5.3 Самостоятельная работа студентов: Порядок работы
- •Контрольные вопросы
- •Задания для самоконтроля
- •Лабораторная работа № 42 Измерение угла клина по интерференционной картине полос равной толщины и определение расстояния между щелями в опыте Юнга
- •5.1. Теоретическое введение
- •5.2 Описание лабораторной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Задания для самоконтроля
- •Лабораторная работа № 43 Определение основных характеристик дифракционной решетки
- •5.1. Теоретическое введение
- •5.2 Описание лабораторной установки
- •5.3 Самостоятельная работа студентов: Подготовка к работе
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Задания для самоконтроля
- •Лабораторная работа № 44 Исследование закона Малюса и прохождения поляризованного света через фазовую пластинку
- •1. Цель занятия
- •5.1. Теоретическое введение
- •Эллиптическая поляризация света
- •Закон Малюса
- •Прохождение плоскополяризованного света через кристаллическую пластинку
- •5.2 Описание лабораторной установки
- •5.3 Самостоятельная работа студентов: Порядок выполнения работы
- •Исследование закона Малюса.
- •II. Работа с фазовой пластинкой.
- •Задания для самоконтроля
- •Лабораторная работа № 45 Исследования спектров поглощения и пропускания.
- •5.1. Теоретическое введение
- •Абсорбция света.
- •Спектральные характеристики стекол.
- •5.2 Описание лабораторной установки
- •5.3 Самостоятельная работа студентов:
- •Задания для самоконтроля
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
-
Вычислить расстояние L.
-
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).
-
Рассчитать фокусное расстояние второй линзы по формуле (10).
-
На основе сделанных зарисовок определить характер дисторсии для системы из двух линз и для каждой линзы в отдельности.
5.4. Контроль степени усвоения материала.