Інформація для вчителів
Застосування
Схема досліду
Діафрагма - це оптичний пристрій, яким можна керувати яскравістю та різкістю зображення, обмежуючи ширину отвору. При застосуванні діафрагми може виникати дисторсія (геометрична вада зображення). Зображення дістає подушкоподібну дисторсію, якщо збільшення зростає до країв зображення. Якщо збільшення спадає, зображення дістає бочкоподібну дисторсію. Останнє трапляється, наприклад, в окулярах для короткозорих.
Інша інформація для вчителя (1/4)
Принцип
Дисторсію спричиняє звуження пучка променів на діафрагмі. Відбувається місцева зміна масштабу зображення, бо промені, віддалені від осі, збільшуються сильніше/слабше, ніж промені, що лежать на оптичній осі.
Навчальна мета
Учні мають спостерігати й пояснити оптичний ефект дисторсії.
Інша інформація для вчителя (2/4)
Завдання
- Учні мають дослідити, чи і як змінюється зображення, створене опуклою лінзою, якщо діафрагму з отвором для обмеження пучка світла розміщувати в різних місцях ходу променів.
- Для цього слід використати різні розміри діафрагм.
Інша інформація для вчителя (3/4)
Для досліду пропонується опукла лінза з , щоб відстань до предмета й відстань до зображення були достатньо великі й між освітлювачем і лінзою, відповідно між лінзою та екраном, лишалося досить місця для роботи з діафрагмою з отвором.
Інша інформація для вчителя (4/4)
Вказівки щодо складання та виконання
Дослід вимагає від учня зосередженого, уважного спостереження, бо зміни зображення можуть бути не такі виразні, як хотілося б.
Якщо зображення освітлене недостатньо, учні мають підправити налаштування. Так, діафрагму з отвором можна, наприклад, трохи зсунути по горизонталі.
Правила безпеки
- Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.
Інформація для учнів
Мотивація
Діафрагма об'єктива фотоапарата
Діафрагма - це оптичний пристрій, яким можна керувати яскравістю та різкістю зображення, обмежуючи ширину отвору. Тому вона є важливою складовою частиною об'єктивів фотоапаратів. При застосуванні діафрагми може виникати подушкоподібна або бочкоподібна дисторсія. Останнє трапляється, наприклад, в окулярах для короткозорих.
Як виникають ці дисторсії?
Завдання
- Досліди, чи і як змінюється зображення, створене опуклою лінзою, якщо діафрагму з отвором для обмеження пучка світла розміщувати в різних місцях ходу променів.
- Для цього ти маєш використати різні розміри діафрагм.
Схема досліду
Обладнання
| Позиція | Обладнання | Артикул | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Оптична лава для учнівських дослідів, l = 600 мм | 08376-00 | 1 |
| 2 | Освітлювач галогенний, 12 В / 20 Вт | 09801-00 | 1 |
| 3 | Основа зі стрижнем для освітлювача для оптичної лави | 09802-20 | 1 |
| 4 | Діафрагми з отворами, d = 1, 2, 3 і 5 мм | 09815-00 | 1 |
| 5 | Лінза на ковзній опорі, f = +100 мм | 09820-02 | 1 |
| 6 | Ковзна опора для оптичної лави | 09822-00 | 1 |
| 7 | Оправа зі шкалою на ковзній опорі | 09823-00 | 1 |
| 8 | Екран, білий, 150x150 мм | 09826-00 | 1 |
| 9 | Тримач діафрагм, накидний | 11604-09 | 1 |
| 10 | PHYWE Джерело живлення пост. струм: 0...12 В, 2 A / змін. струм: 6 В, 12 В, 5 A | 13506-93 | 1 |
Складання (1/4)
- Постав основу зі стрижнем під освітлювач.
- Поклади оптичну лаву на дослідний стіл.
- Постав освітлювач зі штативною основою на кінець оптичної лави.
Складання (2/4)
- Всунь світлонепроникну діафрагму перед лінзу, а підготовлений міліметровий папір - у гніздо на іншому кінці освітлювача.
Складання (3/4)
- Поклади кальку на екран так, щоб вона приблизно наполовину виступала за вертикальний край екрана.
- Загни її навколо верхнього й нижнього країв екрана й закріпи канцелярськими скріпками туго на екрані.
Складання (4/4)
Схема установки
- Встанови лінзу з посередині оптичної лави (відстань до предмета прибл. 20 см) і постав екран на ковзній опорі праворуч від неї за оптичною лавою так, щоб калька звисала над нею.
Виконання (1/3)
- Під'єднай освітлювач до блока живлення (12 В~) і увімкни його.
- Пересувай екран, доки не виникне приблизно однакове за розміром зображення квадратів, накреслених на міліметровому папері.
Виконання (2/3)
- Встав діафрагму з отвором у тримач діафрагм, насади тримач діафрагм на оправу зі шкалою і постав її впритул до лінзи між лінзою та екраном.
Виконання (3/3)
- Подивися на кальку назустріч ходу світла й пересувай оправу з діафрагмою з отвором у бік екрана. Опиши зміну зображення у протоколі.
Постав тепер оправу впритул до лінзи між предметом (міліметровим папером) і лінзою. Пересувай оправу з діафрагмою з отвором у бік предмета.
Опиши зміну зображення.
Виконай дослід ще раз, використавши діафрагму з отвором , і перевір свої дотеперішні спостереження.
Вимкни блок живлення.
Протокол
Завдання 1
Питання
Що ти спостерігаєш, коли намагаєшся пересувати діафрагму з отвором у напрямку зображення (випадок a)?
Сторони квадратів ...
Питання
Що ти спостерігаєш, коли намагаєшся пересувати діафрагму з отвором у напрямку предмета (випадок b)?
Сторони квадратів ...
Завдання 2
Зроби ескізи зображень, які виникають на екрані у випадках a і b!
Завдання 3
Питання
Різні об'єктиви фотоапаратів
Завдання 4
Питання
Де треба розмістити діафрагму, щоб не виникало подушкоподібної чи бочкоподібної дисторсії зображення?
Діафрагму треба ...
