Государственное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования

МОСКОВСКИЙ  ГОРОДСКОЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ

 УНИВЕРСИТЕТ  

Общеуниверситетская кафедра

естественнонаучных  дисциплин 
 

Лабораторная  работа №4

 
Определение фокусного расстояния собирающей линзы

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил: Ганина Ксения                                                                                        Проверил

Студент: 1 курс                                                                                                           Преподаватель

Факультет: Бизнес-информатика                                                                                                   

Группа :   

Москва 2011г.

Цель  работы:

1)Изучение идеальной  оптической системы отображения  предмета.

2)Определение кардинальных элементов идеальной оптической системы.

3)Изучение способов  построения любого предмета, пользуясь  только кардинальными элементами.

4)Определение фокусного  расстояния собирающей линзы.

Основные  теоретические зависимости – в данной работе применялись следующие формулы :

1)

2)

3)

4)

Порядок выполнения работы .

      Упражнение 1. Определение фокусного расстояния собирающей линзы по расстоянию предмета и его изображения от линзы.

1. Поместив экран с масштабом, на достаточно большом расстоянии от предмета, ставят линзу между ними и передвигают ее до тех пор пока не получат на экране с масштабом совершенно отчетливого изображения выходного стекла источника света. Заметив положение линзы, экрана и предмета, передвигают рейтеры с осветителем и экраном в другое положение и подбирают вновь соответствующее положение линзы.

Ввиду неточности визуальной оценки резкости изображения, измерения рекомендуется повторять  не менее десяти раз. Кроме того, в данном способе полезно проделать  часть измерений при увеличенном, а часть при уменьшенном изображении.

2. Из каждого отдельного измерения по формуле определяют фокусное расстояние и из полученных результатов берут среднее арифметическое.

Для того чтобы убедиться, что форма  изображения не зависит от величины и, формы отверстия линзы, рекомендуется  перед или за линзой поместить поочередно различные диафрагмы из прилагаемого набора (щель, кольцо, полукруг и т. п.) и проследить их влияние на изображение.

При проведении измерений заполняется  таблица №1.

Таблица №1

 

      Упражнение 2. Определение фокусного расстояния собирающей линзы по величине предмета и его изображения и по расстоянию последнего от линзы.

1. Ставят линзу между экраном и предметом так, чтобы на экране с масштабом получилось сильно увеличенное, отчетливое изображение предмета и замечают положения линзы и экрана.
2. Измеряют при помощи линейки величину предмета и отсчитывают величину изображения на масштабе экрана.
3. Измеряют расстояние от изображения до линзы, определяют фокусное расстояние линзы по формуле.

      Изменяя расстояние от осветителя до экрана, повторяют  опыт несколько раз.

При проведении измерений заполняется  таблица №2.

Таблица №2 

 

Результат и обработка данных.

Упражнение 1. Определение фокусного расстояния собирающей линзы по расстоянию предмета и его изображения от линзы. ( таблица №1)

Проведём вычисления фокусного расстояния F, затем рассчитаем среднее значение фокуса. Затем проведём вычисление абсолютной величины отклонения, каждого частного значения величины фокуса, от среднего. Далее вычислим ошибку.

В результате всех вычислений получаем :

Таблица №3

 

Таким образом мы получили F= 47,2 ± 1,8 мм

Упражнение 2. Определение фокусного расстояния собирающей линзы по величине предмета и его изображения и по расстоянию последнего от линзы. (таблица№2)

Рассчитаем фокусное расстояние по формуле. После вычисления частных значений фокуса рассчитаем среднее значение в ячейке. Вычислим абсолютное значение отклонения частного значения фокуса от среднего. Проведём вычисление ошибки, взяв наибольшее отклонение от среднего.

В результате всех вычислений получаем :

Таблица №4

 

Таким образом мы получили F= 45,1  ± 1,1 мм

Вывод:

Итак , мы определили фокусное расстояние  собирающей линзы двумя методами . Оно будет равно :

F1 = 47,2 ± 1,8 мм

F2= 45,1  ± 1,1 мм