Порядок выполнения работы
А. Измерения
Прочесть инструкцию на рабочем месте.
Убрать линзы из оптического тракта. Включить лазер. Проверить правильность установки лазера, решетки и экрана. При правильной установке центральное дифракционное пятно должно находится 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.
Установить решётку и экран на расстоянии, указанном преподавателем и определить их координаты х и х' по шкале оптической скамьи.
Установить в тракт первую линзу и, перемещая её, найти координаты x1 и х2 положений, при которых линза сводит лучи на экране в увеличенное и уменьшенное пятно-изображение. Повторить измерение координаты каждого положения пять раз.
Установить в тракт вторую линзу. Произвести измерения п. 4 с системой, составленной из двух линз.
Вынуть обе линзы из обоймы и установить экран так, чтобы были отчётливо видны пятна между лучами основного яркого "креста". Для наблюдения явления дисторсии установить обойму для линз приблизительно посередине между решёткой и экраном (рис. 11)
Рис. 11. Ход лучей при наблюдении дисторсии
Помещая в тракт сначала одну линзу, затем обе линзы вместе, зарисовать в каждом случае структуру распределения световых пятен на экране (рис. 12).
Рис. 12. Распределение пятен на экране при подушкообразной и бочкообразной дисторсии
Б. Вычисления и анализ
Вычислить расстояние L по формуле (10):
, (10)
где х и х' – координаты решетки и экрана соответственно.
Найти средние значения координат x1 и x2 для первой линзы и системы линз и определить по ним расстояние А по формуле (11) в обоих случаях:
, (11)
где х1 и х2 – средние значения координат линзы при сведении лучей на экране.
Определить фокусные расстояния первой линзы и системы линз по формуле (7).
Рассчитать фокусное расстояние второй линзы по формуле (9а).
На основе сделанных зарисовок и рисунка 12 определить характер дисторсии для системы из двух линз и для каждой линзы в отдельности.