Физика. Информатика. Портфолио.

Лабораторная работа № 5

Тема: Определение оптической силы и фокусного расстояния собирающей линзы.

Цель работы: Экспериментально определить оптическую силу линзы и ее фокусное расстояние.

Оборудование:

• линейка;
• два прямоугольных треугольника;
• длиннофокусная собирающая линза;
• лампочка на подставке с колпачком;
• источник тока;
• выключатель;
• соединительные провода;
• экран;
• направляющая рейка.

Теоретическая часть

Простейший способ измерения оптической силы и фокусного расстояния линзы основан на использовании формулы линзы 1/d + 1/f = D или 1/d + 1/f = 1/F. В качестве предмета используется светящаяся рассеянным светом буква в колпачке осветителя. Действительное изображение этой буквы получают на экране.

Указания к работе

1. Соберите электрическую цепь, подключив лампочку к источнику тока через выключатель.

2. Поставьте лампочку на край стола, а экран - у другого края. Между ними поместите линзу, включите лампочку и передвигайте линзу вдоль рейки, пока на экране не будет получено резкое изобразкение светящейся буквы.

Для уменьшения погрешности измерений, связанной с настройкой на резкость, целесообразно получить уменьшенное (и, следовательно, более яркое) изображение.

3. Измерьте расстояния d и f, обратив внимание на необходимость тщательного отсчета расстояний.

При неизменном d повторите опыт несколько раз, каждый раз заново получая резкое изобразкение. Вычислите f_cp, D_cp, F_cp. Результаты измерений расстояний (в миллиметрах) занесите в таблицу.

Номер опыта	f, 10-3 м	fср, 10-3 м	d, 10-3 м	Dср, дптр	Fср, м
1
2
3

4. Абсолютную погрешность ΔD измерения оптической силы линзы можно вычислить по формуле ΔD = Δ₁/d² + Δ₂/f², где Δ₁ и Δ₂ - абсолютные погрешности в измерении d и f.

При определении Δ₁ и Δ₂ следует иметь в виду, что измерение расстояний не может быть проведено с погрешностью, меньшей половины толщины линзы h.

Так как опыты проводятся при неизменном d, то Δ₁ = h/2. Погрешность измерения f будет больше из-за неточности настройки на резкость примерно еще на h/2. Поэтому Δ₂ = h/2 + h/2 = h

5. Измерьте толщину линзы h (рисунок) и вычислите ΔD по формуле ΔD = h/2d² + h/f²

6. Запишите результат в форме D_cp - ΔD ≤ D ≤ D_cp + ΔD