Загальна інформація
Застосування
У цьому досліді йдеться про дослідження дійсних зображень у збиральній лінзі. Під збиральною лінзою розуміють лінзу з додатною заломлювальною здатністю. Світло, що падає паралельно до оптичної осі, збирається в її фокальній площині. Такі лінзи - важливі складники оптичних систем. Їх використовують, наприклад, у лупах для збільшення або для корекції далекозорості.
Рисунок 1: схема досліду
Інша інформація (1/2)
Попередні знання
Учні мають мати знання про прямолінійне поширення світла, а також про заломлення на збиральних лінзах.
Принцип
За допомогою збиральної лінзи предмет можна відобразити на екрані. Розмір зображення залежить від відстані предмета до лінзи стосовно фокусної відстані.
Інша інформація (2/2)
Навчальна мета
Учні опанують зв'язок між фокусною відстанню і розміром дійсного зображення.
Завдання
У цьому досліді за допомогою лінзи утворюють дійсні зображення, розмір яких досліджують залежно від фокусної відстані цієї лінзи.
Правила безпеки
Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.
Теорія (1/2)
За допомогою збиральної лінзи предмет можна відобразити на екрані. Зображення дійсне і перевернуте.
Відстань і розмір зображення залежать не лише від розміру предмета, а головно від відстані предмета до лінзи.
Якщо предмет із великої відстані присунути ближче до лінзи, то зображення відсувається далі від лінзи і стає більшим.
Теорія (2/2)
Якщо предмет розташований на відстані, більшій за подвійну фокусну відстань , то зображення менше за предмет.
Якщо предмет стоїть точно на подвійній фокусній відстані , то зображення має такий самий розмір, як і предмет.
Зображення, що перебуває між одинарною і подвійною фокусною відстанню , відображається більшим за сам предмет. У таблиці праворуч ці ефекти ще раз зведено разом.
Обладнання
| Позиція | Обладнання | Артикул | Кількість | 1 | Оптична лава, l = 1000 мм | 08370-00 | 1 | 2 | Лінза на ковзній опорі, f = +100 мм | 09820-02 | 1 | 3 | Ковзна опора для оптичної лави | 09822-00 | 3 | 4 | Екран, металевий, 300 мм x 300 мм | 08062-00 | 1 | 5 | Лінійка, пластмасова, 200 мм | 09937-01 | 1 | 6 | Тримач діафрагм, накидний | 11604-09 | 1 | 7 | Перл-L | 11609-00 | 1 | 8 | Оправа зі шкалою на ковзній опорі | 09823-00 | 2 | 9 | Експериментальна лампа | 08130-99 | 1 |
|---|
Складання та виконання
Складання (1/2)
Схема досліду
Спершу експериментальну лампу з вертикальним стрижнем треба вставити в отвір ковзної опори і для стійкості пригвинтити. Її ставлять на початку оптичної лави так, щоб позначка ковзної опори була на 2 см.
Лампу під'єднують мережевою вилкою до струму і вмикають.
Складання (2/2)
Горизонтальний повзунок на кінці лампи слугує для позиціювання світлодіода. Його засувають повністю в корпус, так що лампа сидить на початку корпусу.
Спостережуваним предметом у цьому досліді слугує Перл-L. Його вставляють у тримач діафрагм, який насаджують на ковзну опору без кутової шкали. Щоб уникнути відбиттів, ковзну опору з Перл-L розташовують у напрямку ходу променів - від лампи й одразу за нею. При цьому біла позначка ковзної опори стоїть на 15,0 см на оптичній лаві.
Під час вимірювання слід зважати на те, що Перл-L зміщується на 0,5 см від риски.
Лінзу ( ) і екран спершу можна поставити на оптичну лаву довільно. Екран для цього треба ще вставити стрижнем у ковзну опору і пригвинтити.
Виконання (1/2)
- Лінзу ( ) ставлять на оптичну лаву на різних відстанях до предмета (відстань лінза - Перл-L) (результати, таблиця 1). При цьому слід зважати на зміщення Перл-L відносно риски ковзної опори.
- Екран пересувають доти, доки не стане видно чітке зображення Перл-L. При цьому окремі точки якомога менші і при подальшому зміщенні в обидва боки знову більшають (розмиваються).
Рисунок 2
Виконання (2/2)
- Щоб дослідити залежність розміру зображення дійсного зображення від фокусної відстані лінзи, для кожного вибраного положення лінзи вимірюють розмір предмета (розмір Перл-L), розмір зображення , відстань до предмета і відстань до зображення (відстань лінза - екран).
- Приклад вимірювання наведено в таблиці 1 опрацювання результатів.
Опрацювання результатів
У таблиці праворуч наведено приклад вимірювання різних відстаней до предмета та відповідних відстаней до зображення і розмірів зображення.
Розмір предмета становить: .
Фокусна відстань лінзи становить: .
Таблиця 1: приклад вимірювання різних відстаней до предмета та відповідних відстаней до зображення і розмірів зображення