Фізіка. 11 клас

Вывучэнне тонкай збіральнай лінзы

Мэта работы: вызначэнне фокуснай адлегласці і аптычнай сілы збіральнай лінзы.

Прыборы і прыналежнасці: лабараторны камплект па оптыцы, лінейка вымяральная, крыніца току, электрычная лямпа, ключ, злучальныя правады, экран.

Вывучэнне тонкай збіральнай лінзы

Разліковая формула

Фокусная адлегласць F збіральнай лінзы вызначаецца па формуле:

і аптычная сіла 

,

дзе d — адлегласць ад лінзы да прадмета, f — адлегласць ад лінзы да відарыса.

Парадак выканання работы

1. Устанавіце на стале ўздоўж адной прамой крыніцу святла S (мал. 239) (лямпачку з каўпачком, у якім ёсць прарэз у выглядзе стрэлкі), збіральную лінзу і экран. Перасоўвайце лінзу да атрымання рэзкага і выразнага відарыса S′ стрэлкі на экране.

2. Не змяняючы адлегласць паміж лямпай і экранам, вымерайце адлегласць d ад прарэзу ў акне прыбора да лінзы і адлегласць f ад лінзы да экрана 2—3 разы. Вынікі вымярэнняў занясіце ў табліцу.

3. Вылічыце сярэднія значэнні 〈d〉 і 〈f〉. Вынікі вылічэнняў занясіце ў табліцу.

4. Вылічыце фокусную адлегласць  і аптычную сілу  лінзы.  Вынікі вылічэнняў занясіце ў табліцу.

5. Вылічыце адносную і абсалютную хібнасці вымярэнняў фокуснай адлегласці збіральнай лінзы:, .

Вынікі вылічэнняў занясіце ў табліцу.

6. Вылічыце абсалютную хібнасць ускосных вымярэнняў фокуснай адлегласці збіральнай лінзы:.

Вынікі вылічэнняў занясіце ў табліцу.

7. Запішыце значэнне фокуснай адлегласці збіральнай лінзы і аднос­най хібнасці яе вымярэння ў выглядзе:

.

8. Павярніце лінзу да акна і атрымайце на экране малюнак аддаленага прадмета за акном. Вымерайце адлегласць ад лінзы да экрана і параўнайце яго з атрыманымі раней значэннямі фокуснай адлегласці лінзы. Зрабіце адпаведныя вывады.

Табліца вымярэнняў і вылічэнняў

Кантрольныя пытанні

1. У якім выпадку лінзу можна лічыць тонкай? Адказ абгрунтуйце.

2. Як па знешніх прыметах адрозніць збіральную лінзу ад рассейвальнай?

Вывады

Суперзаданне

Закрыйце аркушам цёмнай паперы палову лінзы і апішыце, як пры гэтым зменіцца відарыс прадмета на экране. 

Вывучэнне тонкай рассейвальнай лінзы

Разліковая формула

Рассейвальная лінза дае толькі ўяўны відарыс, які немагчыма атрымаць на экране, г. зн. немагчыма вымераць адлегласць ад лінзы да відарыса. Фокусную адлегласць рассейвальнай лінзы можна вызначыць, калі выкарыстаць другую лінзу, якая павінна быць збіральнай (мал. 239-1).

Атрымаўшы з дапамогай збіральнай лінзы сапраўдны відарыс ′  крыніцы святла на экране, паставім паміж збіральнай лінзай і экранам рассейвальную лінзу. Сапраўдны відарыс крыніцы святла пры гэтым зрушваецца (гл. мал. 239-1). Новае становішча відарыса  можна знайсці перамяшчэннем экрана.
Выкарыстаўшы ўласцівасць зваротнасці светлавых праменяў, можна лічыць, што светлавыя прамені выходзяць з пункта , а ў пункце ′ атрымліваецца відарыс пункта .

Абазначыўшы адлегласці ад пунктаў  і  ′ да рассейвальнай лінзы адпаведна праз d і f , запишам формулу тонкай лінзы з улікам правіла знакаў:

Адкуль для модуля фокуснай адлегласці рассейвальнай лінзы атрымаем:

Парадак выканання работы

1.            Пры дапамозе збіральнай лінзы атрымайце на экране сапраўдны відарыс прарэзу ў каўпачку лямпачкі. Пастаўце паміж збіральнай лінзай і экранам рассейвальную лінзу. Вымерайце не менш за пяць разоў адлегласць f ад экрана да рассейвальнай лінзы. Вылічыце сярэдняе значэнне . Вынікі занясіце ў табліцу.

2.            Адсунуўшы экран ад рассейвальнай лінзы, зноў атрымайце на экране выразны відарыс прарэзу ў каўпачку лямпачкі. Вымерайце адлегласць d ад экрана да рассейвальнай лінзы не менш за пяць разоў, вылічыце сярэдняе значэнне . Вынікі занясіце ў табліцу

3.            Вылічыце сярэднія значэнні фокуснай адлегласці  і аптычнай сілы рассейвальнай лінзы. Вынікі занясіце ў табліцу.

4.            Вылічыце адносную і абсалютную хібнасці вымярэнняў фокуснай адлегласці рассейвальнай лінзы:

, .

Вынікі вылічэнняў занясіце ў табліцу.

5.            Запішыце значэнне фокуснай адлегласці рассейвальнай лінзы і адноснай хібнасці яе вымярэння ў выглядзе:

Табліца вымярэнняў і вылічэнняў

Кантрольныя пытанні

1.            Якім чынам вызначалася адлегласць да ўяўнага відарыса пры выкананні задання?

2.            Акуляры маюць аптычную сілу D = -2,5 дптр . Якія гэта акуляры? Які дэфект яны выпраўляюць?

3.            Ці можа дваякавыпуклая лінза быць рассейвальнай? Адказ абгрунтуйце.

Вывады

Суперзаданне

Вызначыце аптычную сілу дзвюх тонкіх лінз, аптычныя сілы якіх D₁ і D₂ , калі скласці іх разам. Адказ абгрунтуйце.