Лабораторна робота №3, Контент-платформа
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 3
Визначення фокусних відстаней лінз
Мета роботи: вивчити закони геометричної оптики, визначити фокусну відстань лінз.
Прилади та приладдя: оптична лава, лазер, дифракційні грати, дві лінзи, екран, вимірювальна лінійка.
Лінзоюназивається прозоре тіло, обмежене двома криволінійними або криволінійною та плоскою поверхнями. Зазвичай застосовують лінзи, поверхні яких мають сферичну форму. Основні типи лінз зображено на рис.1.
Рис.1 Основні типи лінз.
На малюнку 1 представлені збираючі лінзи (1 – двоопукла, 2 – плосковипукла, 3 – увігнуто-опукла (позитивний меніск) і розсіювальні – (4 – двояковогнута, 5 – плоскогнута, 6 – опукло-увігнута (негативний меніск)).
Розрізняють тонкі та товсті лінзи. Лінза називається тонкою, якщо її товщиною можна знехтувати порівняно з радіусами кривизни її поверхонь.
Система, що складається з однієї або декількох лінз, називаєтьсяцентрованою, якщо центри кривизни всіх її заломлюючих поверхонь лежать на одній прямій, званійоптичною віссю.
Розглянемо основні властивості центрованої системи на прикладі товстої двоопуклої скляної лінзи, що знаходиться в повітрі.
Промені, що проходять через першийголовний фокус, виходять з іншого боку лінзи пучком, паралельним головній оптичній осі (рис.2).
Мал. 2 Проходження променів, що сходяться в першому головному фокусі F1, через двоопуклу лінзу.
Головний фокус знаходиться на відстані - f від першоїголовної площиниН, яка визначається як геометричне місце точок перетину падаючих променів з їхпродовженнями за лінзою. Тут і далі всім відстаням, що відлічуються проти ходу променів, приписується знак "-" (правило знаків).
Пучок променів, що падають на лінзу паралельно головній оптичній осі, сходиться у другому головному фокусі F, що знаходиться на відстані f від другої головної площини Н.
Рис.2 'Проходження пучка променів, паралельного оптичної осі, через двоопуклу лінзу.
Якщо по обидва боки від лінзи знаходиться те саме середовище, фокусні відстані збігаються: - f= f= f. Величина D = 1/f називається оптичною силою лінзи.
Збірна лінза зводить промені, паралельні оптичній осі в дійсному фокусі f 0, (рис.2 '), і має позитивну оптичну силу.
Рис.3 Проходження пучка променів, паралельного оптичної осі, через лінзу, що розсіює.
Оптична сила лінзи, що розсіює, негативна, так як для неї точка