Лабораторный практикум по оптике, содержащий описание 21 лабораторной работы, страница 6

Для определения a измерительный микроскоп устанавливают на оптический рельс и фокусируют его на изображение миры (сетки) и снимают по шкале рельса отсчёт , где r – фокусное расстояние микроскопа. Затем передвигают микроскоп ближе к линзе и фиксируют его на заднюю поверхность линзы. Снимают отсчёт . Тогда . Передвигая микроскоп ещё ближе к линзе, фокусируют его на переднюю поверхность линзы и снимают отсчёт A_0.. Фокусировку на поверхности линзы осуществляют по царапинам, которые имеются на поверхностях линзы.

УПРАЖНЕНИЕ V

Определение фокусного расстояния линзы
методом увеличения

Для определения фокусного расстояния линзы может быть использован также метод увеличения (рис. 2.4).

Рис. 2.4.

Пусть предмет находится на расстоянии d от линзы коллиматора. Тогда его изображение Y₁ в этой линзе будет наблюдаться на расстоянии f с другой стороны от линзы коллиматора и на расстоянии d₁ от исследуемой линзы. Изображение предмета во второй линзе образуется на расстоянии f₁ от неё. Как следует из рис. 2.4, для увеличений, даваемых первой и второй линзами, справедливы соотношения:

  ;    ;             (2.14)

Если предмет приближать к фокусу линзы коллиматора
(d ® F_к), то его изображение Y₁ в этой линзе будет удаляться на бесконечность ( f ® ¥, d₁ ® ¥), а изображение предмета Y₂ в исследуемой линзе будет приближаться к её фокусу (f₁®F_л). Поэтому для предмета, находящегося в фокусе коллиматора, из (2.14) следует

.

Отсюда фокусное расстояние линзы равно:

                                          (2.15)

1.  Поместить в фокусе объектива коллиматора щель и установить её ширину Y=0,02 мм.

2.  Разместить на станине исследуемую линзу и микроскоп с окулярным винтовым микрометром. Передвигая микроскоп по станине, добиться чёткого изображения щели.

3.  Наблюдая в окуляр, вращением барабана совместить центр перекрестия с левым краем изображения щели и снять по шкале барабана отсчёт m. Затем, вращая барабан, совместить центр перекрестия с правым краем изображения  щели и снять по шкале барабана отсчёт n. Вычислить ширину изображения щели по формуле:

где  t = 0,001 мм – цена деления микроскопа-микрометра.

4.  Зная фокусное расстояние объектива коллиматора F_к = 1600 мм, с помощью соотношения (2.15) вычислить фокусное расстояние исследуемой линзы F_л. Сравнить F_л со значением, полученным с помощью метода главной плоскости.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.  Что называют фокусным расстоянием линзы?

2.  От чего зависит фокусное расстояние линзы?

3.  В чём сущность определения фокусного расстояния линз по методу Бесселя?

4.  Как определить фокусное расстояние системы линз?

5.  Как определить фокусное расстояние рассеивающей линзы?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

ИЗУЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МИКРОСКОПА

Цель работы: изучить работу микроскопа и экспериментально определить его основные характеристики.

Приборы и принадлежности: микроскоп, объектив-микрометр, миллиметровая шкала, штатив, штангенциркуль, лампа.

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

Кажущаяся величина предмета определяется величиной его изображения на сетчатке. В случае невооруженного глаза кажущийся размер зависит от угла, под которым виден предмет. Для нормального глаза наименьшее расстояние отчетливого видения примерно равно 25 см. Это расстояние наиболее удобно для рассматривания деталей предмета. Поэтому увеличение приборов, служащих для рассматривания близких предметов, определяется как отношение углового размера изображения, получающегося на расстоянии наилучшего зрения (обычно 25 см), к угловому размеру предмета, отнесенного на то же расстояние. Одним из таких приборов является микроскоп, оптическая система которого состоит из короткофокусного объектива и окуляра-лупы, в котором увеличение осуществляется в два этапа.

Рис. 3.1.

Первоначально объектив микроскопа образует увеличенное изображение предмета в плоскости, удобной для рассматривания через окуляр. При этом увеличение объектива равно