Фотоапарат

Схема досліду

Фотоапарати можуть знімати одне або кілька зображень і зберігати їх на плівку. Тим часом їх майже повністю витіснили цифрові камери.

Принцип

Фотоапарат складається, як правило, з об'єктива, що діє як збиральна лінза, діафрагми, яка визначає яскравість і різкість зображення, і плівки, що зберігає зображення. Відстань між лінзою і плівкою, а також розмір отвору діафрагми змінні.

Навчальна мета

Учні мають скласти простий фотоапарат і ознайомитися із засадами світлової оптики (масштаб зображення і рівняння зображення).

Завдання

Учні мають скласти модель фотоапарата й дослідити такі питання:

1. залежність розміру зображення від відстані предмета до фотоапарата,
2. значення діафрагми для якості зображення,
3. залежність розміру зображення від фокусної відстані об'єктива і
4. справедливість рівнянь і .

Дослід ставить середні вимоги до експериментальних навичок учнів. Він дає їм важливі знання про оптичний прилад, з яким більшість уже досить обізнана. Як показує досвід, вони достатньо вмотивовані, щоб ознайомитися з будовою та роботою фотоапарата.

Підтвердження справедливості рівнянь і призначене насамперед для закріплення вже відомого навчального матеріалу. Якщо треба заощадити час, цю частину досліду можна пропустити, бо для розуміння фотоапарата вона не є визначальною.

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

Фотоапарат

Фотоапарати можуть знімати одне або кілька зображень і зберігати їх на плівку. Тим часом їх майже повністю витіснили цифрові камери.

Як побудований фотоапарат і як він працює?

Склади модель фотоапарата й дослідь:

1. залежність розміру зображення від відстані предмета до фотоапарата,
2. значення діафрагми для якості зображення,
3. залежність розміру зображення від фокусної відстані об'єктива і
4. справедливість рівнянь і .

• Постав основу зі стрижнем під освітлювач.

• Поклади оптичну лаву на дослідний стіл.

• Постав освітлювач зі штативною основою на кінець оптичної лави.

• Насунь світлонепроникну діафрагму перед лінзу, а Перл-L - у гніздо на іншому кінці освітлювача.

• Постав оправу зі шкалою на правому кінці оптичної лави, встав екран із матового скла в тримач діафрагм і надінь його на оправу. (Екран із матового скла - це екран для зображення в моделі фотоапарата.)

• Постав лінзу з (об'єктив) поблизу екрана з матового скла.

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

Дослід 1:

• Дивись назустріч шляху світла на екран із матового скла і пересувай об'єктив доти, доки на екрані з матового скла не з'явиться якомога різкіше зображення Перл-L. Запам'ятай розмір зображення.
• Наблизь фотоапарат до предмета: посунь екран із матового скла приблизно до середини оптичної лави і знову наведи об'єктивом різке зображення.

• Який тепер розмір зображення? Запиши свої спостереження одним реченням про зв'язок між відстанню до предмета й розміром зображення.

Дослід 2:

• Насунь тепер діафрагму з отвором на другий тримач діафрагм і надінь його на оправу лінзи об'єктива. Спостерігай при цьому за зображенням.
• Скористайся замість діафрагми з отвором також діафрагмами з отворами і . Як змінюється зображення?
• Запиши свої спостереження.

Схема досліду

Дослід 3:

• Посунь екран із матового скла знову на кінець оптичної лави і, використовуючи діафрагму з отвором , наведи якомога різкіше зображення.
• Заміни лінзу лінзою з і дістань різке зображення Перл-L.
• Що ти можеш сказати про розмір цього зображення порівняно з тим, яке дав об'єктив із меншою фокусною відстанню? Запиши свої висновки.

Дослід 4:

• Виміряй відстань до предмета і відстань до зображення , а також розмір предмета G і розмір зображення . (Зверни увагу, що для Перл-L - це відстань між центрами крайніх перлин.)
• Запиши свої виміряні значення у протокол.
• Вимкни блок живлення.

Запиши свої виміряні значення до досліду 4.

Обчисли обернене значення фокусної відстані і суму обернених значень відстані до предмета та відстані до зображення :

Обчисли частки і :