Определение фокусного расстояния рассеивающей линзы

Сентябрь 15, 2022

Главная
Физика
Определение фокусного расстояния рассеивающей линзы

Содержание

2. Цель работы: определение опытным путем фокусного расстояния рассеивающей линзы. Приборы и материалы: линза рассеивающая, линза собирающая,
3. Теоретическое обоснование Фокусное расстояние – расстояние от геометрического центра линзы до фокуса линзы. Фокус линзы –
4. Найти искомую величину можно с помощью системы двух линз: собирающей и рассеивающей, расположив их между источником
5. Оптическая сила системы собирающей и рассеивающей линз, расположенных на расстоянии r друг от друга, равна .
6. Для выполнения работы нам должно быть известно фокусное расстояние собирающей линзы Fсоб. Соберем оптическую схему, представленную
7. Определим Fсоб опытным путем. Для этого будем сокращать расстояние между линзой и экраном до тех пор,
8. Оценим погрешность определения фокусного расстояния собирающей линзы. Известно, что . Инструментальную погрешность примем равной цене деления
9. Теперь соберем оптическую схему для определения фокусного расстояния системы собирающей и рассеивающей линз. Поместим рассеивающую линзу
10. Перемещая рассеивающую линзу, получим резкое изображение на экране. Измерим расстояние r между линзами, и, подставив это
11. Оценим погрешность определения фокусного расстояния собирающей линзы. Найдем максимальное и минимальное значения модуля Fрас: Найдем абсолютную
13. Скачать презентацию

Слайд 2

Цель работы: определение опытным путем фокусного расстояния рассеивающей линзы.
Приборы

и материалы: линза рассеивающая, линза собирающая, штатив с креплением, белый матовый экран, мерная лента, удаленный источник света.

Слайд 3

Теоретическое обоснование
Фокусное расстояние – расстояние от геометрического центра линзы до

фокуса линзы. Фокус линзы – точка пересечения всех лучей, пришедших от бесконечно удаленного источника параллельно главной оптической оси линзы.
Фокусы рассеивающей линзы являются мнимыми.

Слайд 4

Найти искомую величину можно с помощью системы двух линз: собирающей

и рассеивающей, расположив их между источником света и экраном, как показано на рисунке.
В этой работе будем использовать удаленный источник света, чтобы лучи, исходящие от него, можно было считать параллельными друг другу.

Слайд 5

Оптическая сила системы собирающей и рассеивающей линз, расположенных на расстоянии

r друг от друга, равна
. (1)
Для получения действительного изображения должно выполняться неравенство , т. е. .
Воспользуемся тем, что и :
, следовательно, .
Произведем аналогичную замену в уравнении (1):
.
Выполнив математические преобразования, получим формулу для нахождения фокусного расстояния рассеивающей линзы:
.

Слайд 6

Для выполнения работы нам должно быть известно фокусное расстояние собирающей линзы

Fсоб. Соберем оптическую схему, представленную ниже.
Воспользуемся следствием из формулы тонкой линзы:
Так как используемый источник света является удаленным, т. е. ,
то: , следовательно, .
Это означает, что экран следует расположить в фокальной плоскости, причем, .

Ход работы

Слайд 7

Определим Fсоб опытным путем. Для этого будем сокращать расстояние между

линзой и экраном до тех пор, пока не получим на экране резкое изображение удаленного источника света. Используя мерную ленту, измерим f = Fсоб.

Слайд 8

Оценим погрешность определения фокусного расстояния собирающей линзы.
Известно, что .

Инструментальную погрешность примем равной цене деления мерной ленты:
.
Для нахождения абсолютной погрешности отсчета несколько раз наведем экран на резкое изображение, измеряя при этом f. Выберем максимальное (fmax) и минимальное (fmin) значения этой величины.
Тогда .
Найдем среднее значение f = Fсоб:
Следовательно, . Найдем относительную погрешность определения Fсоб :
.

Слайд 9

Теперь соберем оптическую схему для определения фокусного расстояния системы собирающей

и рассеивающей линз.
Поместим рассеивающую линзу между собирающей линзой и экраном.

Слайд 10

Перемещая рассеивающую линзу, получим резкое изображение на экране.
Измерим расстояние r

между линзами, и, подставив это значение в выведенную ранее формулу, найдем фокусное расстояние рассеивающей линзы:
.

Слайд 11

Оценим погрешность определения фокусного расстояния собирающей линзы.
Найдем максимальное и минимальное

значения модуля Fрас:
Найдем абсолютную и относительную погрешности определения Fрас:

Определение фокусного расстояния рассеивающей линзы

Содержание

Цель работы: определение опытным путем фокусного расстояния рассеивающей линзы. Приборы

Теоретическое обоснование Фокусное расстояние – расстояние от геометрического центра линзы до