Лабораторная работа№8

МОДЕЛИРОВАНИЕ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Вопросы допуска

1.Что называется линзой? Какие типы линз вы знаете?

2.Поясните оптическую схему микроскопа и человеческого глаза.

3.Формула увеличения микроскопа.

Запустите программу «Оптика», «Микроскоп». Нажмите вверху внутренних окон указанных разделов кнопки с изображением страницы. Прочитайте краткие теоретические сведения об этих оптических системах и запишите их в свой конспект (см.также теоретические сведения, приведенные в разделе «Элементы геометрической оптики»).

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

· Ознакомление с оптическими схемами микроскопа и человеческого глаза

· Моделирование этих схем из простых линз.

· Проверка формулы увеличения микроскопа.

Содержание и метод выполнения работы

1. Микроскоп предназначен для наблюдения мелких предметов, не различимых глазом. На рис. 7.3 показана оптическая схема микроскопа. Микроскоп состоит из двух линз: короткофокусного объектива 1 и окуляра 2, фокусное расстояние которого больше, чем у окуляра. Предмет Y располагается вблизи первого фокуса объектива так, что действительное увеличенное обратное изображение - получается вблизи первого фокуса окуляра 2 – между ним и окуляром. Окуляр действует как лупа, давая мнимое изображение - на расстоянии наилучшего зрения d₀ (d₀ = 0,25 м) от глаза 3, который находится непосредственно за окуляром 2. Лучи 1,2,3 позволяют получить изображение - ; лучи 1¢, 2¢, 3¢, попадая в систему глаза 3, сходятся на сетчатке глаза, где дают изображение, соответствующее мнимому изображению - , даваемому окуляром как лупой. Без участия глаза изображения не видно, а из окуляра выходит расходящийся пучок лучей. Расстояние D между вторым фокусом объектива и первым фокусом окуляра называется оптическим интервалом.

1

2

1 3

Y 2 F₁ F₂

F₁ 3

-Y¢ 3¢

-Y ¢¢ D 2¢

1¢

d₀

Рис.7.3

Если предмет Y поместить на расстоянии d₁ от объектива микроскопа, его изображение Y´ будет находиться от объектива на расстоянии f₁, удовлетворяющем уравнению

.

Изображение предмета будет увеличено при этом в раз. (10.1)

Окуляр располагают относительно изображения Y´ так, чтобы оно рассматривалось через него как через лупу. Окончательное изображение Y´´ будет мнимым и отстоять от окуляра на расстоянии . Если расстояние от окуляра до промежуточного изображения Y´ подобрано так, что оно удовлетворяет уравнению

,

то увеличение изображения Y´, даваемое окуляром, при этом окажется равным

. (10.2)

Увеличение микроскопа Г вычисляется как произведение увеличений объектива и окуляра:

Г = k_обk_ок (10.3)

В случае, когда F₁ и F₂ много меньше оптического интервала D, увеличение микроскопа выражается простой формулой: . (10.4)