Тема: Получение изображений с помощью собирающей линзы.

Цель работы: изучить характер изображений получаемых с помощью собирающей линзы в зависимости от соотношения между расстоянием от предмета до линзы и ее фокуса.

Оборудование: источник электропитания, источник света на основе лампы накаливания, оптическая скамья, стойка для крепления источника света, экран, стойка с впрессованными магнита ми для крепления экрана на скамье, собирающие линзы №1 и №2 на стойках, рамка с объектом (рисунком в виде стрелки, нанесенной на пленку), стойка для крепления рамки с объектом.

Ход работы. 1. Соберите установку, для определения фокусного расстояния собирающей линзы (рис.15). Дл этого установите на оптическую скамью стойку с впрессованными магнитами и прикрепите ней белый экран. Установите собирающую линзу на оптической скамье перед экраном.

Рис. 15.

Двигая линзу, получите на экране четкое изображение удаленного предмета (здания или ос вешенного дерева за окном, изображение рамы окна и т.д.). Его изображение получается пpaктически в фокальной плоскости. Измерьте по линейке на оптической скамье расстояние между плоскостью линзы и экраном и запишите в тетрадь значение фокусного расстояния.

Проведите аналогично измерение фокусного расстояния второй линзы. Запишите значение фокусного расстояния в тетрадь. Обозначьте фокусное расстояние линзы №1 с меньшим фокусным расстоянием f1, а линзы № 2 с большим – f2. Первая линза будет использоваться для концентрирования пучка света от лампочки на освещаемом объекте в рамке, то есть для его более яркой подсветки.

2. Соберите на оптической скамье установку для получения изображений с помощью собирающей линзы (рис.16). Закрепите на одном конце оптической скамьи стойку с впрессованными магнитами, укрепите на ней металлический экран. На другом конце скамьи укрепите стойку с круглой вставкой, в которую также впрессованы магниты. Укрепите с помощью этих магнитов источник света с лампой накаливания в стойке и подключите его к источнику питания.

Рис. 16.

На расстоянии около 5 см от источника света установите собирающую линзу с меньшим фокусным расстоянием f₁, далее - держатель для рамки с объектом (рисунком на пластиковой пленке, см. выноску на рис. 16). Удобнее, когда плоскость рамки установлена па оптической скамье ровно напротив метки 10, 15, 20 и т.д. сантиметров. Двигая источник света в держателе и линзу между источником света и рамкой с объектом, добейтесь, чтобы световое пятно было по размеру чуть больше, чем размер стрелки на пленке. Между объектом и экраном установите на оптической скамье держатель со второй собирающей линзой. С ее помощью будет получать­ся изображение объекта на экране.

3. Подготовьте таблицу для внесения результатов измерений.

4. Перемещая линзу па нужное расстояние от рамки с объектом, а затем двигая стойку с экраном по оптической скамье добивайтесь того, чтобы на экране получалось четкое изображение объ­екта. После этого заполняйте соответствующую строчку таблицы.

5. При тех расстояниях, когда четкого изображения стрелки на экране получить не удастся, сни­мите с оптической скамьи экран и попытайтесь рассмотреть объект через линзу со стороны эк­рана глазами (т.е. пронаблюдать мнимое изображение стрелки). Если это удастся, то охарактеризуйте это изображение в соответствующей строчке таблицы.

6. Сделайте вывод, при каких соотношениях расстояний а (до предмета) и f₂ (фокусного расстоя­ния) можно на экране получить действительное изображение, когда оно получается увеличен­ным и уменьшенным, когда прямым и перевернутым.