Определение фокусных расстояний линз и оптических систем по методу Бесселя и с помощью коллимационной трубы, страница 3

Рис. 2.3.

Тогда

( 2.13 )

где F – фокусное расстояние исследуемой линзы.

Для определения a измерительный микроскоп устанавливают на оптический рельс и фокусируют его на изображение миры (сетки) и снимают по шкале рельса отсчёт А₂=а+r, где r – фокусное расстояние микроскопа.

Затем передвигают микроскоп ближе к линзе и фиксируют его на заднюю поверхность линзы. Снимают отсчёт A₁=r. Тогда A₂ - A₁=a. 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?