3. Нарисуйте ход лучей в вашей линзе, указав на рисунке расстояния d, f и F.
Построения в тонкой собирательной линзе. Изображения действительное, обратное, уменьшенное.
5. Вычислите средние значения <d> и <f>. Результаты вычислений запишите в таблицу 1.
<d> = 37 см = 0.37 м
<f> = 7 см = 0.07 м
6. Вычислите фокусное расстояние <F> и оптическую силу <D> линзы.
7. Нарисуйте ход лучей в данном эксперименте.
Построения в тонкой собирающей линзе. Изображение действительное, отражённое.
8. Рассчитайте абсолютные погрешности прямых измерений.
Δd = 0.0005 м + 0.0005 м = 0,001 м
Δf = 0.001 м
9. Вычислите относительную погрешность косвенных измерений фокусного расстояния собирающей линзы.
10. Вычислите абсолютную погрешность косвенных измерений фокуного расстояния собирающей линзы.
ΔF = ε · <F> = 0.022 · 0.059 м = 0,0013 м
11. Запишите значения фокусного расстояния собирающей линзы и относительной погрешности его измерения.
F = (0.059 ± 0.0013) м; ε = 2,2%
| № | d | Δd | f | Δf | F | D | ε | ΔF |
| 1 | 0,37 | 0,001 | 0,07 | 0,001 | 0,059 | 16,95 | 2,2 | 0,0013 |
| 2 | 0,37 | 0,001 | 0,07 | 0,001 | ||||
| 3 | 0,37 | 0,001 | 0,07 | 0,001 | ||||
| 4 | 0,37 | 0,001 | 0,07 | 0,001 | ||||
| 5 | 0,37 | 0,001 | 0,07 | 0,001 | ||||
| Ср. | 0,37 | 0,001 | 0,07 | 0,001 | 0,059 | 16,95 | 2,2 | 0,0013 |
12. Поверните линзу к окну и получите на экране изображение удалённого предметы за окном. Измерьте расстояние от линзы до экрана и сравните его с полученными ранее значениями фокусного расстояния линзы. Сделайте выводы.
f ≈ F; F = 0.06 м
f = 0.07 м
Если предмет находится далеко от линзы.
Порядок выполнения работы
3. Вычислите среднее значение <f>.
<f> = 17 см = 0,17 м
5. Вычислите среднее значение <d>.
<d> = 48 см = 0,48 м
6. Вычислите средние значения фокусного расстояния <F> и оптической силы<D> рассеивающей линзы.
7. Нарисуйте ход лучей в данном эксперименте.
Построение в тонкой рассеивающей линзе, изображение мнимое.
8. Рассчитайте абсолютные погрешности прямых измерений.
Δd = 0,0005 + 0,0005 = 0,001 м
Δf = 0,001 м
9. Вычислите относительную погрешностью косвенных измерений фокусного расстояния рассеивающей линзы.
ε = 0,001/0,48 + 0,001/0,17 + (0,001 + 0,001)/(0,48 + 0,17) = 0,002 + 0,006 + 0,003 = 0,011 => 1,1%
10. Вычислите абсолютную погрешность косвенных измерений фокусного расстояния рассеивающей линзы.
ΔF = 0,001 м
11. Запишите значения фокусного расстояния рассеивающей линзы и относительной погрешности его измерений.
F = (0.120 ± 0.001) м; ε = 1,1%
| № | d | Δd | f | Δf | F | D | ε | ΔF |
| 1 | 0,48 | 0,001 | 0,17 | 0,001 | 0,12 | 8,33 | 1,1 | 0,001 |
| 2 | 0,48 | 0,001 | 0,17 | 0,001 | ||||
| 3 | 0,48 | 0,001 | 0,17 | 0,001 | ||||
| 4 | 0,48 | 0,001 | 0,17 | 0,001 | ||||
| 5 | 0,48 | 0,001 | 0,17 | 0,001 | ||||
| Ср. | 0,48 | 0,001 | 0,17 | 0,001 | 0,12 | 8,33 | 1,1 | 0,001 |
Ответы на контрольные вопросы
1. В каком случае линзу можно считать тонкой? Ответ обоснуйте.
Если она имеет два симметрично расположенных фокуса, через которые проходят параллельные пучки лучей (или их продолжений) после преломления в линзе.
2. Как можно получить формулу тонкой линзы?
Пусть F — расстояние от предмета до тонкой линзы, d — от линзы до изображения, f — фокусное расстояние линзы, расстояние от предмета до переднего главного фокуса — a, от заднего главного фокуса до изображения — a’. Тогда:
3. Сформулируйте правило знаков для тонкой линзы.
- Для собирающей линзы, действительных источника и изображения величины F, d и f считают положительными;
- для рассеивающей линзы, мнимых источника и изображения величины считают отрицательными
Выводы: Линза с F > 0 является собирающей, а линза с F < 0 — рассеивающей.