Контрольные вопросы

1. Что называется линзой? Что такое тонкие и толстые линзы? Каковы основные типы линз?

2. Что такое центрированная оптическая система, оптическая ось, главный фокус и главная плоскость линзы?

3. Что такое оптическая сила и оптический центр линзы?

4. Как записывается уравнение тонкой линзы?

5. Как строятся изображения в собирающих и рассеивающих линзах?

6. Каковы положения главных плоскостей для различных линз?

7. В чем заключается метод Бесселя?

8. Как определяется фокусное расстояние рассеивающей линзы по методу Бесселя?

9. Что называют дисторсией оптической системы? Каковы виды дисторсии?

Литература

1. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. Учеб пособие для втузов. – М: Высш. Шк., 1989. – 608 с.

2. Савельев И.В. Курс общей физики. Т.2.Учеб. пособие для студентов втузов. – М.: КНОРУС, 2009, 576 с.

3. Трофимова Т.И. Курс физики. Учеб. пособие для вузов.- 15-е изд., стереотип. – М.: Издательский центр «Академия», 2007. –560 с.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3.22

Определение фокусных расстояний и положений главных плоскостей двухлинзовой оптической системы

Цель работы: исследование двухлинзовой оптической системы.

Теоретические положения

Перед ознакомлением с данной лабораторной работой следует изучить теоретические положения к лабораторной работе № 3.21, где приведены основные определения из курса геометрической оптики и свойства линзовой системы.

Настоящая работа использует метод отрезков для тонких линз, позволяющий определить фокусное расстояние положительной (рис. 3.22.1) и отрицательной (рис. 3.22.2) линз по формуле линзы (3.22.1):

(3.2.1)

Рис. 3.22.1. Ход лучей в собирающей линзе.

В случае с положительной линзой ее следует передвигать вдоль оптической скамьи для получения четкого изображения предмета (увеличенного или уменьшенного), после чего измеряются расстояния s' и s, позволяющие вычислить f по формуле (3.22.1).

Определение фокусного расстояния отрицательной линзы затрудняется тем, что она всегда дает только мнимое изображение предмета (рис. 3.22.2)

Рис. 3.22.2. Ход лучей в рассеивающей линзе.

Для получения действительного изображения используется вспомогательная положительная линза. Сначала для положительной линзы получают четкое изображение источника на экране, измеряя расстояние s₁ от линзы до экрана, затем между положительной линзой и экраном помещают отрицательную линзу, передвигая тем самым действительное изображение на расстояние s₂ от положительной линзы до экрана, делая точку s₁ мнимым источником (рис. 3.22.3).

Измерение координат действительных изображений, получаемых до и после установки рассеивающей линзы, а также расстояния между линзами, позволяет определить длины отрезков s и s' и по формуле (3.22.1) рассчитать фокусное расстояние отрицательной линзы.

Данная работа проводится на лабораторной установке РМС4.

Рис. 3.22.3. Измерение фокусного расстояния отрицательной линзы.