Lucrări de laborator №1
Scopul lucrării: familiarizarea cu principiul determinării lungimii focale a oglinzii sferice.
Echipamente: o bancă optică cu scală, iluminator, ecran, glisante; un set de oglinzi sferice, o oglindă plată, o spiță, un conducător.
O oglindă sferică se numește sferică, a cărei suprafață reflectantă are forma unei părți a unei sfere.
Figura 1. Oglinda sferică
Raza sferei (figura 1) este raza curburii oglinzii. Un cerc delimitat de marginile unei oglinzi este numit o deschidere. Se numește linia dreaptă MN care trece prin centrul diafragmei B și centrul curburii C a oglinzii
axa optică principală a oglinzii. Alte linii care trec prin centrul de curbură, dar nu trece prin centrul deschiderii, se numește axele optice ale oglinzilor laterale. Punctul A al intersecției oglinzii cu axa optică principală se numește vârful oglinzii. În cazul în care suprafața de reflexie este o oglindă concavă, este numit concavă dacă convexe - convexe. O oglindă concavă poate da o imagine reală și imaginară, o oglindă convexă - doar imaginară. Principalul obiectiv al oglinzii concave se numește punctul F, care se află pe axa optică principală, în care crucea după reflexie de incident razele oglindă pe ea paralelă cu axa optică.
Distanța AF de la focalizarea principală la partea superioară a oglinzii este denumită lungimea focală principală a oglinzii. Este aproximativ egal cu jumătate din raza de curbură a oglinzii.
Măsurarea directă a lungimii focale a oglinzii nu este suficient de precisă, deoarece crearea unei surse punctuale sau a unui fascicul de raze complet paralele nu este fezabilă.
Pentru o determinare mai exactă a lungimii focale a oglinzii sferice, utilizați fie:
unde F este distanța focală,
f este distanța de la obiect la oglindă,
d este distanța de la imagine la oglindă,
legarea raportului dintre dimensiunea obiectului și imaginea sa cu F; d și f. Formulele (1) și (2) sunt valabile numai în cazul în care razele incidente fac doar unghiuri mici cu axa oglinzii.
1. Determinarea lungimii focale principale a unei oglinzi sferice concave.
O oglindă concavă și un ecran pentru obținerea unei imagini valide a obiectului sunt întărite fiecare pe un suport special. Suportul se poate deplasa de-a lungul bancului optic. Există o scară sau o riglă, ceea ce face posibilă fixarea cu destulă precizie a poziției titularului.
Ca obiect, puteți utiliza o săgeată trasată pe o sticlă mată și, ca sursă, un bec electric.
Săgeata care servește drept subiectul este plasată deasupra ecranului pentru afișarea ecranului
nu a blocat razele pe calea catre oglinda (figura 2).
Fig.2 Diagrama traseului razelor.
Ordinea lucrării.
1. Plasând obiectul la o distanță de oglindă care este cu siguranță mai mare decât dublul lungimii focale, selectați poziția ecranului astfel încât imaginea să fie cea mai clară.
2. Numărarea pe scară distanța d și f conducător și măsurarea mărimii săgeții (lungimea acesteia) - x și valoarea imaginii sale pe ecran, y, făcând tabelul de raportare a datelor.
3. Schimbând d la 1.0-1.5 cm, găsiți din nou poziția ecranului corespunzând celei mai mari clarități și măsurați d, f și x, y etc.
4. Din datele fiecărui experiment, calculați F, utilizând expresiile:
care rezultă din egalitatea (1) și (2).
5. Calculați eroarea.
6. Comparați rezultatele.
2. Determinarea lungimii focale principale a unei oglinzi sferice convexe.
O oglindă convexă nu oferă o imagine reală, focalizarea sa principală este imaginară. Pentru a găsi lungimea focală principală a unei astfel de oglinzi, putem folosi din nou formula de oglindă (1), având în vedere că F. f va fi imaginar, adică va intra în formula (1) cu semnul "-". Principala dificultate în utilizarea formulei (1) este determinarea valorii f - distanța de la oglindă la imaginea imaginară a obiectului. Definiți f folosind planul oglinzii de lipsa de paralaxă, a cărei esență constă în următoarele: Dacă cele două obiecte nu se suprapun între ele și separat spațial, apoi, considerându-le și se deplasează capul spre dreapta sau spre stânga, este posibil să se detecteze deplasarea unui obiect în raport cu alta (deplasare parallactică). Dacă obiectele sunt suprapuse peste ele, atunci nu există o astfel de deplasare.
Dacă între obiectul considerat și o oglindă convexă are o oglindă plană plasată, astfel încât marginea de sus este sub partea de sus a oglinzii convexe, este posibil pentru a vizualiza simultan imaginea același obiect în două oglinzi: un apartament și convexă.
Prin mutarea oglinda plat, este posibil să se realizeze situația în care imaginile virtuale ale subiectului în plan și oglinzi convexe în timp ce se deplasează capul observatorului spre dreapta sau spre stânga sunt deplasate unul față de altul, adică, va fi în același plan. Deoarece imaginea într-o oglindă plan se află la aceeași distanță de la oglindă, și acest subiect, apoi măsurarea distanței dintre obiect considerat și oglinda plană (figura 3), constatăm că
f + d = 2b; f = 2b-d. (3)
Fig.3 Calea razei și construcția imaginii, dată de o oglindă convexă.
Ordinea lucrării.
1. Plasați obiectul (spatele) pe bancul optic, o oglindă convexă și plată. Măsurați distanța dintre spiță și oglinda convexă.
2. Prin deplasarea unei oglinzi plate, găsiți imaginea imaginară a spiței. Repetați măsurătorile de cel puțin cinci ori și introduceți rezultatele în tabel.
3. Folosind formulele (1) și (3), calculați lungimea focală principală a oglinzii convexe.
1. Care sunt principalele caracteristici ale oglinzilor sferice?
2.De ce experimentele necesita ca obiectul sa fie plasat la o distanta mai mare de 2F?
3.Ce și unde ar fi imaginea la F 4. Unde trebuie plasat obiectul în fața oglinzii concave, astfel încât imaginea inversă și reală să fie de 3 ori mai mare decât obiectul? 5. Derulați datele din Ecuații (2). 1. Matveev A.N. Optica: Un manual pentru persoane fizice. spec. universități. - M. Engleză. săpt. 1985-351c. 2. Savelyev I.V. Curs de Fizică Generală 3 rd ed. ispr.-m. Science, Vol.2: Electricitate și magnetism. Valuri. Optica. 1988. 496s.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: