Фізика. Рівень стандарту. 11 клас. Бар’яхтар

Експериментальна робота № 6. Вимірювання оптичної сили лінзи та системи лінз

Мета: визначити оптичні сили збиральної та розсіювальної лінз; переконатися, що оптична сила D системи двох тонких лінз, складених упритул, дорівнює сумі оптичних сил цих лінз: D = D1 + D2.

Обладнання: короткофокусна збиральна лінза і розсіювальна лінза на підставках, екран, джерело світла (свічка або електрична лампа), мірна стрічка, напрямна рейка.

ВКАЗІВКИ ДО РОБОТИ

Суворо дотримуйтесь інструкції з безпеки (див. форзац).

Результати вимірювань і обчислень відразу заносьте до таблиці.

Підготовка до експерименту

Запишіть формулу тонкої лінзи, проаналізуйте її та подумайте, які вимірювання вам слід зробити, щоб визначити оптичну силу лінзи.

Експеримент

Дослід 1. Вимірювання оптичної сили збиральної лінзи

1. Зберіть установку, як показано на рис. 1, використавши збиральну лінзу.

Рис. 1

2. Дістаньте на екрані чітке збільшене зображення джерела світла.

3. Виміряйте відстань d1 від джерела світла до збиральної лінзи і відстань f1 від збиральної лінзи до екрана.

Дослід 2. Вимірювання оптичної сили розсіювальної лінзи

1. Зберіть установку, як показано на рис. 2, розташувавши пристрої вздовж напрямної рейки.

Рис. 2

2. Переміщуючи збиральну лінзу та екран, дістаньте на екрані чітке зменшене зображення джерела світла.

3. Виміряйте відстань d2 від джерела світла (S) до розсіювальної лінзи, зазначте на рейці положення розсіювальної лінзи (див. рис. 3).

Рис. 3

4. Приберіть розсіювальну лінзу і, не чіпаючи збиральну лінзу й екран, пересувайте джерело світла в напрямку збиральної лінзи, доки на екрані знову не з’явиться чітке зображення джерела світла.

5. Виміряйте відстань f2 від місця, де була розсіювальна лінза, до нового положення джерела світла (S1) (див. рис. 3).

Дослід 3. Вимірювання оптичної сили системи лінз, складених упритул

1. Складіть розсіювальну і збиральну лінзи впритул одну до одної, розташуйте систему лінз між джерелом світла та екраном і дістаньте на екрані чітке збільшене зображення джерела світла.

2. Виміряйте відстань d3 від джерела світла до системи лінз і відстань f3 від системи лінз до екрана.

Збиральна лінза

Розсіювальна лінза

Система лінз

εD, %

d1, м

f1, м

D1, дптр

F1, м

d2, м

f2, м

D2, дптр

F2, м

d3, м

f3, м

D3, дптр

F3, м

Опрацювання результатів експерименту

Аналіз експерименту та його результатів

За результатами експерименту сформулюйте висновок.

Творче завдання

Вважаючи, що глибина f очного дна (відстань від оптичного центра оптичної системи «око» до сітківки) дорівнює 15 мм, оцініть найбільшу оптичну силу вашого ока. Для цього закрийте одне око, а напроти другого розмістіть «ширму» — два розсунуті пальці. Дивлячись через «ширму» на зубочистку, повільно наближайте її до «ширми» доти, доки зубочистка не почне роздвоюватися. Виміряйте відстань d від зубочистки до ока і, скориставшись формулою тонкої лінзи, визначте найбільшу оптичну силу ока (Dmax).