Визначення фокусної відстані опуклої лінзи

Схема досліду

Опуклі лінзи, які ще називають збиральними, здатні давати збільшене зображення. Вони є важливим елементом променевої оптики, а тому широко застосовуються в оптичних приладах і у фотооб'єктивах.

Принцип

Світло, що падає паралельно до оптичної осі, фокусується опуклою лінзою у фокусі. При цьому може виникнути збільшене дійсне зображення.

Навчальна мета

Учні мають спостерігати оптичний ефект опуклої лінзи, виконати обидва досліди з визначення фокусної відстані й порівняти результати обох варіантів між собою.

Завдання

Учні визначають фокусну відстань опуклої (збиральної) лінзи двома різними способами:

1. методом автоколімації.
2. зведенням паралельного світла у фокусі.

Два експериментальні варіанти визначення фокусної відстані опуклої лінзи запропоновано саме для того, щоб учні могли обговорити переваги й недоліки цих варіантів. Другий варіант хоч і менш точний, зате ближчий до життя, ніж перший. Якщо виконується лише один варіант, ми рекомендуємо визначення фокусної відстані методом автоколімації.

• Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.

Лупа як приклад опуклої лінзи

Опуклі лінзи, які ще називають збиральними, здатні давати збільшене зображення. Вони є центральним елементом оптики, а тому їх часто можна знайти в повсякденних приладах, як-от у телескопах, в об'єктивах фотокамер або ж в окулярах.

Як працюють опуклі лінзи?

Визнач фокусну відстань опуклої (збиральної) лінзи двома різними способами:

1. методом автоколімації.
2. зведенням паралельного світла у фокусі.

Використання освітлювача з основою та стрижнем

1. Визначення фокусної відстані методом автоколімації:

• Постав основу зі стрижнем під освітлювач.

Розміщення освітлювача

• Розмісти освітлювач на кінці оптичної лави.
• Засунь світлонепроникну діафрагму перед лінзу, а Перл-L - у гніздо на іншому кінці освітлювача.

• Постав лінзу з (її фокусна відстань має бути невідомою) на оптичну лаву, а праворуч від неї - ковзну опору зі столиком.
• Постав дзеркало на столик руба, щоб воно стояло перпендикулярно до оптичної осі.

• Під'єднай освітлювач до блока живлення (12 В~) і увімкни його.

• Тепер пересувай лінзу доти, доки на діафрагмі з Перл-L поряд з оригінальним Перл-L не з'явиться однакове за розміром зображення Перл-L; наведи це зображення на різкість.

• Трохи підправ юстування, якщо зображення має незручне положення і його важко розгледіти через значно більшу яскравість оригіналу. Для цього злегка поверни або нахили дзеркало відносно оптичної осі лінзи.

Вимірювання фокусної відстані

• Виміряй відстань від Перл-L (або від його зображення) до лінзи.
• Ця відстань дорівнює фокусній відстані збиральної лінзи. Запиши свій результат у протокол.

2. Визначення фокусної відстані зведенням паралельного світла у фокусі:

• Прибери діафрагму з Перл-L, дзеркало зі столиком, а також лінзу з . Тепер постав лінзу з впритул до освітлювача і на якомога більшій відстані від лінзи (кілька метрів) дістань різке зображення джерела світла.
• Постав на оптичну лаву лінзу з (її фокусна відстань має бути невідомою), а праворуч від неї - екран.

• Пересувай лінзу або екран, доки світлова пляма на екрані не стане якомога меншою. Увага! Якщо засліплення відбитим від екрана світлом стане для тебе надто неприємним, подай на освітлювач на короткий час 6 В∼замість12 В∼.
• Вимкни блок живлення.
• Виміряй відстань від лінзи до екрана. Так ти знайдеш шукану фокусну відстань . Запиши значення у протокол.