Описание экспериментальной установки и метода. l.lЛабораторная pa6oтa

I. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАРДИНАЛЬНЫХ ТОЧЕК ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

l.l Лабораторная pa6oтa

Определение фокусного расстояния тонкой положительной линзы

Цель работы: овладеть способами определения фокусного расстояния тонкой положительной линзы.

Приборы и принадлежности: оптическая скамья, осветитель с объект-сеткой (№ 30), линза (№ 6), экран (№ 31), рейтеры (№ 21) держатель линзы.

Описание экспериментальной установки и метода

Измерения выполняются на оптической скамье, вдоль которой могут пере­мещаться рейтеры с линзой и экраном (рис. 1). Расстояния от предмета до линзы, от линзы до экрана или от осветителя до экрана отсчитываются по линейке, со­вмещенной с основанием скамьи.

Первый способ

Фокусное расстояние линзы можно определить, используя формулу:

если получить четкое изображение предмета на экране и измерить расстояния и .

Для этого следует придвинуть экран к сетке осветителя и нанести на нем метку, соответствующую центру сетки. Далее, отодвинув экран на край оптичес­кой скамьи, поместить между осветителем и экраном положительную линзу и получить на экране четкое изображение сетки, центр которой совместить с мет­кой на экране. Измерив по шкале оптической скамьи расстояния и , по формуле (1) рассчитать фокусное расстояние линзы .

Второй способ

Используя формулу и формулу (1), можно определить фокус­ное расстояние линзы по величине предмета , его изображения и расстоя­ния .

Измерения проводить так же, как и при первом способе, при этом необхо­димо измерить - вертикальный отрезок на сетке осветителя, его изображение на экране и расстояние .

Исключив из формулы (1) значение , вычислить фокусное расстояние линзы .

Рис. 2

Третий способ

Если расстояние между предметом и его изображением больше , то можно получить два изображения - увеличенное и уменьшенное - при неизмен­ном положении предмета и экрана (рис.3). В этом случае фокусное расстояние линзы можно определить по формуле:

.

Зависимость показателя преломления материала линзы от длины волны падающего света приводит к соответствующей зависимости фокусного расстоя­ния (хроматической аберрации). Поэтому точность измерений существенно по­вышается при работе со светофильтрами.