МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ КРИВОРІЗЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Методичні вказівки для виконання лабораторних робіт з фізики

(частина ІІІ «ОПТИКА ТА АТОМНА ФІЗИКА»)

для студентів інженерно-технічних спеціальностей усіх форм навчання

Кривий Ріг

2010

Укладачі:

К.В. Герасимова, канд. техн. наук;

Є.О. Несмашний , докт. техн. наук, професор;

Г.І. Ткаченко, канд. техн. наук

Рецензенти:

Здещиц В.М., докт. техн. наук, професор, Криворізький державний педагогічний університет;

Лінник О.П., канд. фіз.-мат. наук, доцент, Інститут повітряного транспорту Національного авіаційного університету

Відповідальний за випуск:

Несмашний Є.О., докт. техн. наук, професор

Дані методичні вказівки охоплюють третю частину лабораторного практикуму з курсу загальної фізики «Оптика та атомна фізика» і містять всі необхідні матеріали для аудиторної і самостійної роботи студентів: короткі теоретичні відомості, опис лабораторних установок, порядок виконання лабораторних робіт, питання для самоконтролю, перелік рекомендованої літератури, додатки тощо. Мають на меті допомогти студентам у засвоєнні теоретичного матеріалу і здобуванні навичок самостійної дослідницької роботи з фізики.

Відповідають чинній програмі курсу загальної фізики і призначені для студентів інженерно-технічних спеціальностей усіх форм навчання.

Розглянуто на засіданні Схвалено вченою

кафедри фізики радою електротехнічного

факультету

(протокол № 10 від 08.02.2010 р.) (протокол №4 від15.03.2010р)

Загальні положення

Лабораторні роботи є першим кроком наукового експерименту. Лабораторний практикум виробляє вміння застосовувати теоретичні знання в експериментальних дослідженнях та практичній роботі. Тому до виконання лабораторної роботи слід переходити після засвоєння відповідного теоретичного матеріалу і ознайомлення з лабораторною установкою.

Лабораторні роботи виконуються бригадами по 2 - 3 чол. Перед першою роботою студент під розписку ознайомлюється з вимогами техніки безпеки. Виконанню кожної роботи передує перевірка підготовленості студента. Студент надає заготовку звіту з даної роботи, яка містить:

- номер і назву лабораторної роботи;

- мету роботи;

- перелік обладнання;

- схему лабораторної установки;

- порядок виконання роботи;

- заготовку таблиць результатів вимірювань і обчислень.

Якщо наданий матеріал викладач вважає задовільним, то студент опитується за темою роботи. При позитивній відповіді студент допускається до проведення дослідів. Студент, який не підготувався до лабораторної роботи, до проведення дослідів не допускається. Студент, який отримав допуск, виконує роботу відповідно до інструкції.

Результати вимірювань студент заносить у таблицю звіту і надає для перевірки викладачеві. Обробка результатів вимірювань полягає у розрахунку шуканої величини і оцінці похибок вимірювань. Розрахунки виконуються в одиницях СІ. Графіки будуються безпосередньо на листках звіту, або на міліметровому папері і вклеюються у звіт. Лінія, що виражає залежність величин повинна бути плавною, а відхилення точок по обидва боки від неї – приблизно однаковими.

Звіт повинен містити короткі висновки.

Студент отримує позитивну оцінку за роботу після надання викладачеві оформленого звіту і його захисту. При оцінці враховуються результати співбесіди перед роботою, робота студента в лабораторії, якість звіту і відповіді студента на контрольні запитання.

Лабораторна робота № 1 визначення фокусної відстані та оптичної сили збиральної та розсіювальної лінз

Мета роботи: визначити фокусну відстань та оптичну силу збиральної та розсіювальної лінз.

Прилади та матеріали: збиральна та розсіювальна лінзи, оптична лава з лінійкою, екран, матове скло з стрілкою, освітлювач.

Короткі теоретичні відомості

Лінзою називають оптично прозоре тіло, що обмежене двома опуклими або увігнутими сферичними поверхнями (одна з них може бути плоскою). Опуклі лінзи – збиральні, увігнуті – розсіювальні.

Для тонких лінз фокусна відстань F пов'язана з її оптичною силою D, відстанню d від лінзи до предмета та відстанню f від лінзи до зображення (рис. 1.1) співвідношенням:

. (1.1)

Формула (1.1) називається формулою тонкої лінзи.

Величини F, D, f і d можуть бути додатними і від'ємними. Фокус збиральної лінзи дійсний, а розсіювальної – уявний, тому фокусна відстань F і оптична сила D збиральної лінзи додатні, а розсіювальної – від'ємні. Якщо зображення чи предмет дійсні, то величини f і d додатні, а якщо уявні – то від'ємні.

Рис. 1.1

Лінійним збільшенням k лінзи називають відношення лінійного розміру зображення y до лінійного розміру предмета x:

. (1.2)

Лінійне збільшення можна записати і у такому вигляді:

. (1.3)