Головна | Про нас | Зворотній зв'язок
Мета роботи. вивчити поняття тонкої лінзи і її основні характеристики, ознайомитися з пристроєм стенду і методами визначення фокусної відстані лінз, визначити фокусну відстань і оптичну силу збирає і розсіює лінз різними способами.
Прилади й приналежності. оптична лава з міліметровою шкалою, що збирає і розсіює лінзи, освітлювач з масштабною сіткою на матовому склі, екран.
Лінзою називається будь-прозоре тіло, обмежене двома криволінійними (сферичними або несферичних) поверхнями або однією криволінійною і однією плоскою поверхнею. Лінзи розділяються на два типи: збирають і розсіюють. Якщо середина лінзи товщі країв, то лінза є збирає. Якщо ж середина лінзи тонші країв, то лінза є розсіює. Ці визначення справедливі для лінз, що мають показник заломлення матеріалу лінзи більше, ніж показник заломлення середовища, з якої промені падають на поверхню лінзи.
Лінзи застосовуються для отримання зображень і зміни напрямку світлових пучків. Лінзи бувають товсті і тонкі. Тонкої називається лінза, товщина якої мала в порівнянні з радіусом кривизни обмежують її поверхонь.
На рис. 1 показана тонка збирає лінза, предмет АВ і його зображення А1 В1. а на рис. 2 - тонка рассеивающая лінза, предмет і його зображення.
Пряма О1 О2. що проходить через центри сферичних поверхонь лінзи, називається ееглавной оптичною віссю.
У кожної лінзи імеетсяоптіческій центр (точка С), що лежить на її оптичної осі. Промінь світла, проходячи в тонкій лінзі через її оптичний центр, лінзи не заломлюється.
Площина, перпендикулярна оптичній осі і проходить через оптичний центр С, називаетсяглавнойплоскостью лінзи. Головними фокусами лінзи F1 (переднім) і F2 (заднім) називаються точки на головній оптичній осі, в яких перетинаються після заломлення в лінзі промені, які падають на неї паралельно головній оптичній осі.
Відстань головних фокусів від оптичного центру лінзи (відстані CF1 = = f1. CF2 = f2) називаютсяглавнимі фокусною відстанню і є основними характеристиками лінзи. Якщо зліва і праворуч від лінзи середу однакова, то f1 =
= F2 = f. Для збирають лінз головне фокусна відстань f - величина позитивна, для розсіюють - негативна. Для розсіюють лінз фокуси є уявними, так як визначаються перетином з головною оптичною віссю не самих заломлених в лінзі променів, а їх продовжень - уявних променів (рис. 2).
Величина, зворотна фокусної відстані лінзи, називаетсяоптіческойсілой лінзи:. Одиницею вимірювання оптичної сили лінзи є діоптрій (дптр). Оптичної силою в одну діоптрію володіє лінза, у якій фокусна відстань дорівнює одному метру.
Площині, що проходять через головні фокуси F1 і F2 лінзи перпендикулярно до її головної оптичної осі, називаються фокальними площинами лінзи. У них перетинаються після заломлення в лінзі промені, які падають під кутом до головної оптичної осі.
Розглянемо тонку збирає лінзу (рис. 1). Для побудови зображення предмета в ній використовують промені, хід яких через лінзу відомий. Зазвичай беруть два променя (рис. 1): промінь 1, що проходить через оптичний центр C (він пройде через лінзу, що не заломлюючись), і промінь 2, падаючий на лінзу паралельно її головної оптичної осі (цей промінь при виході з лінзи пройде через її задній фокус F2).
Зображення предмета А1 В1 в залежності від того, на якій відстані від лінзи буде знаходитися предмет АВ, може вийти збільшеним (як на рис. 1) або зменшеним, прямим або зворотним, дійсним або уявним. Уявним зображенням називається зображення, що виходить в результаті перетину не самих променів, заломлених в лінзі, а їх продовжень.
Позначимо на рис. 1 через а - відстань від предмета до лінзи, b - відстань від лінзи до зображення, f - фокусна відстань лінзи. Залежність між а. b і f для збиральної лінзи дається формулою лінзи:
звідки визначається фокусна відстань лінзи:
Лінійним збільшенням k лінзи називається відношення розміру ізображе-
ня А1 В1 предмета до відповідного розміру предмета АВ. Лінійне збільшення, що дається тонкою лінзою, буде:
У лабораторній роботі для визначення головного фокусної відстані лінз використовується оптична лава. Лава має міліметрову шкалу по всій довжині. Уздовж лави можуть переміщатися на Рейтер: предмет (освітлене лампою матове скло з масштабною сіткою), лінзи і екран. На Рейтер з лінзами розташовані дві лінзи: що збирає (укріплена нерухомо) і розсіює (повертається навколо точки кріплення). Перед проведенням вимірів предмет, лінзи і екран потрібно встановити так, щоб їх центри лежали на одній прямій, паралельної осі оптичної лави, а їх площини були перпендикулярні цій осі.