Лабораторна робота №5.
Визначення фокусної відстані та оптичної сили тонкої лінзи.
Мета: Ознайомитись із деякими способами визначення фокусної відстані та оптичної сили тонкої лінзи. Визначити фокусну відстань та оптичну силу збиральної лінзи кількома способами. Навчитись використовувати додатки Protractor та Науковий калькулятор для фізичних вимірювань та обчислень.
Обладнання: Смартфон, збиральна лінза, лінійка, чистий аркуш паперу формату А4, олівець.
Інструкція з безпеки під час підготовки і проведення лабораторних робіт з фізики.
Правила роботи при проведенні робіт з оптики
1. Обережно поводьтеся з лінзами, лампочкою, щоб їх не розбити.
2. Не торкайтесь скляної поверхні оптичних приладів руками, щоб не змінити їх прозорість (бо на руках завжди є жир).
3. Обережно поводьтеся із запаленою свічкою, щоб не одержати опіків і не викликати пожежі.
Теоретичні відомості.
Лінза - прозоре тіло, обмежене двома сферичними поверхнями.
Опуклі лінзи - в середині товщі, ніж біля країв.
Увігнуті лінзи - які в середині тонші, ніж біля країв.
Головна оптична вісь лінзи - пряма, що проходить через центри сферичних поверхонь лінзи.
Центр лінзи - точка, в якій головна оптична вісь перетинає площину лінзи.
Після проходження крізь лінзу паралельний пучок світла може стати збіжним (у цьому разі лінзу називають збиральною) або розбіжним (таку лінзу називають розсіювальною). Скляна опукла лінза в повітрі є збиральною, а скляна увігнута лінза в повітрі - розсіювальною. Коли показник заломлення лінзи менший, ніж показник заломлення середовища, все буде якраз навпаки: опукла лінза буде розсіювальною!
Фокус збиральної лінзи - точка, в якій збираються після проходження через збиральну лінзу промені, що падають на лінзу паралельно до її головної оптичної осі.
Фокус розсіювальної лінзи - точку, в якій збираються після проходження через розсіювальну лінзу продовження променів, що падають на лінзу паралельно до її головної оптичної осі.
Фокуси лінзи позначають літерою F. Кожна лінза має два фокуси, розташовані по різні боки від неї на однаковій відстані від центра. Цю відстань називають фокусною відстанню лінзи і також позначають літерою F. Її вимірюють у метрах. Фокусну відстань розсіювальної лінзи вважають від’ємною.
Лінза, у якої фокусна відстань менша, сильніше заломлює світло.
Оптичною силою лінзи називають величину D, обернену до фокусної відстані лінзи.
Одиницею оптичної сили є 1 діоптрія, 1 дптр = 1 м−1 . Наприклад, якщо фокусна відстань лінзи 0,25 м, то її оптична сила 4 дптр.
Формула тонкої лінзи
Існує проста формула, яка дозволяє в будь-якому випадку визначити відстань f від лінзи до зображення, якщо ми знаємо відстань d від лінзи до предмета та фокусну відстань F лінзи.
f - від лінзи до зображення, d - від лінзи до предмета. Значення f вважають від’ємним, якщо зображення уявне.
Хід роботи.
Увага! Не використовуйте збільшення (Zoom) камери смартфона.
Увага! Не використовуйте збільшення (Zoom) камери смартфона та не переміщуйте смартфон.
F=(d+f)/4.
Запишіть отриманий результат:
F=_____м.
D=_____дптр.
F1=____м, F2=____м, F3=____м, F4=____м, F5=____м.
F=( F1+ F2+ F3+ F4+ F5)/5.
F=_________м.
D=_____дптр.
F1=____м, F2=____м, F3=____м, F4=____м, F5=____м.
F=( F1+ F2+ F3+ F4+ F5)/5.
F=_________м.
D=_____дптр.
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________