Лабораторная работа №6. Исследование свойств изображений в линзах

Лабораторная работа №6
«Исследование свойств изображений в линзах»
Цель: определить оптическую силу собирающей линзы.
Оборудование: линейка, два прямоугольных треугольника, длиннофокусная
собирающая линза, лампочка на подставке с колпачком, источник тока,
выключатель, соединительные провода, экран, направляющая рейка.
Порядок выполнения работы
В качестве предмета используется светящаяся рассеянным светом буква в
колпачке осветителя. Действительное изображение этой буквы получают на
экране.
1. Соберите электрическую цепь, подключив лампочку к источнику тока через
выключатель.
2. Поставьте лампочку на один край стола, а экран — на другой край. Между
ними поместите линзу, включите лампочку и передвигайте линзу вдоль рейки,
пока на экране не будет получено резкое изображение светящейся буквы.
Для уменьшения погрешности измерений, связанной с настройкой на
резкость, целесообразно получить уменьшенное (и, следовательно, более
яркое) изображение.
3. Измерьте расстояния d (расстояние от линзы до предмета) и f (расстояние
от линзы до изображения), обратив внимание на необходимость тщательного
отсчёта расстояний, а также h (толщину линзы). При неизменном d повторите
опыт несколько раз, каждый раз заново получая резкое изображение.
Вычислите fср, Dср, Fср. Результаты измерений расстояний (в миллиметрах)
занесите в таблицу в тетради.
№
опыта
1
2
3
4
5
f, 10-3 м
fср, 10-3 м
d, 10-3 м
200
196
201
198
199
Dср, дптр
Fср, м
500
h, 10-3м
∆D, дптр
ℰD, %
5
4. Выполните вычисления:
𝑓 +𝑓 +𝑓 +𝑓 +𝑓
1. Используя формулу 𝑓ср = 1 2 3 4 5 (мм) определите среднее
𝑛
значение расстояния от линзы до изображения
1
1
1
2. Преобразовав формулу
= +
определите среднее значение
𝐹ср
𝑓ср
𝑑
фокусного расстояния - Fср (м).
1
3. Используя формулу 𝐷ср = среднее значение оптической силы линзы.
𝐹ср
4. Определите абсолютную погрешность ∆D согласно формулы:
∆
∆
∆𝐷 = 12 + 22, где ∆1 и ∆2 – абсолютная погрешность измерений d и f
𝑑
𝑓
соответственно.
ℎ
т.к. опыты проводятся при неизменном d, то ∆1 = . Погрешность
2
измерения f будет больше из-за неточности настройки на резкость
ℎ
ℎ
ℎ
примерно ещё на , поэтому ∆2 = +
2
2
2
5. Используя
формулу
𝜀𝐷 =
∆𝐷
𝐷ср
∗ 100% рассчитайте относительную
погрешность измерения оптической силы линзы
5. Сделайте вывод.
Согласно результатам проведенных экспериментов, нами было установлено,
что измерив расстояние от предмета до линзы и от действительного
изображения до линзы можно определить её оптическую силу с достаточной
точностью, т.к. погрешность нашего измерения составила _____%