Ход лучей на границе сферической преломляющей поверхности
Для реализации этой цели рассмотрим свойства сферической
преломляющей поверхности ЕЕ' (см. рис. <...> Ход лучей в сферической тонкой линзе
Построим изображение точечного источника S1 , находящегося
на главной оптической оси линзы. <...> Для этого построим промежуточное изображение этого источника S3 , формируемое сферической поверхностью 1, которая разделяет среды с показателями преломления n1 и n. <...> (1.9)
Фокусные расстояния f1 и f 2 определяются аналогично (1.5), <...> В результате этого изображение точечного источника на экране получается в виде расплывчатого пятна. <...> Для
устранения этой аберрации следует либо уменьшать апертуру пучка света, либо усложнять оптическую систему, включая в нее отрицательную линзу. <...> При
наличии комы изображение точечного источника представляет собой вытянутое пятно. <...> Дисперсия материала линзы обусловливает зависимость фокусного
расстояния линзы (1.11) от длины волны. <...> Отсчет расстояний между деталями оптической скамьи производится по указателям на основании рейтеров. <...> Упражнение 1
Определение фокусного расстояния положительной линзы
Фокусное расстояние тонкой положительной линзы (в дальнейшем – положительной линзы) можно определить из формулы <...> (1.12)
Упражнение 3
В этом методе для определения фокусного расстояния положительной линзы используется зрительная труба, настроенная на бесконечность. <...> Затем располагают трубу на оптической
скамье, а между ней и предметом помещают исследуемую линзу. <...> Перемещая линзу вдоль оптической оси системы, добиваются появления в окуляре трубы отчётливого изображения предмета, что
происходит при совмещении предмета с фокальной плоскостью
линзы. <...> Упражнение 4
Определение фокусного расстояния отрицательной линзы
Определение f отрицательной линзы затрудняется тем, что
изображение действительного источника получается мнимым и поэтому не может быть спроецировано на экране. <...> Измерение фокусного расстояния <...>
Оптика_.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова
В.А. Папорков, Е.В. Рыбникова
Оптика
Лабораторный практикум
Рекомендовано
Научно-методическим советом университета
для студентов специальностей Радиофизика и электроника,
Микроэлектроника и полупроводниковые приборы
и направления Физика
Ярославль 2006
1
Стр.1
УДК 535
ББК В34я73
П 17
Рекомендовано
Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного издания. План 2006 года
Рецензенты:
кандидат физико-математических наук М.Н. Преображенский;
кафедра физики Ярославского государственного
технического университета
Папорков, В.А. Оптика: лаб. практикум / В.А. ПапорП
17
ков, Е.В. Рыбникова; Яросл. гос. ун-т. – Ярославль: ЯрГУ,
2006. – 123 с.
ISBN 5-8397-0481-4
Лабораторный практикум содержит краткую теорию исследуемых
физических явлений, методику измерений и обработки
результатов, перечень контрольных вопросов и заданий
по каждой лабораторной работе, список литературы.
Предназначен для студентов, обучающихся по специальностям
013800 Радиофизика и электроника, 014100 Микроэлектроника
и полупроводниковые приборы и направлению
подготовки 510400 Физика (дисциплина "Физический практикум",
блок ЕН), очной и очно-заочной форм обучения.
УДК 535
ББК В34я73
ISBN 5-8397-0481-4
Ярославский государственный
университет им. П.Г. Демидова, 2006
В.А. Папорков, Е.В. Рыбникова, 2006
2
Стр.2
Лабораторная работа № 1
Определение фокусных расстояний
положительных и отрицательных
сферических линз
1. Теория сферической тонкой линзы
Сферическая линза представляет собой пространство, ограниченное
двумя сферическими поверхностями. Прямая, соединяющая
центры кривизны этих поверхностей, является главной оптической
осью такой линзы. Линза называется тонкой, если ее толщина
вдоль главной оптической оси существенно меньше радиусов кривизны
ее поверхностей. В зависимости от кривизны поверхностей
и соотношения коэффициентов преломления материала линзы и
среды, в которой находится линза, она может быть собирающей
(положительной) или рассеивающей (отрицательной). Целью этой
работы является изучение методов определения фокусных расстояний
положительных и отрицательных сферических тонких
линз.
Рис. 1.1. Ход лучей на границе сферической преломляющей поверхности
Для реализации этой цели рассмотрим свойства сферической
преломляющей поверхности ЕЕ' (см. рис. 1.1) с радиусом кривизны
R, которая разделяет две среды с показателями преломления 1
n и
n . Слева от ЕЕ' находится точечный источник 1
2
1
S . Точка 2
S является
изображением источника 1S , если любой параксиальный луч
SB (условие параксиальности 11
SB ~ S A) после преломления на
ЕЕ' пройдет через 2S . Это возможно при выполнении равенства оптического
пути:
3
Стр.3
Содержание
Лабораторная работа № 1. Определение фокусных расстояний
положительных и отрицательных сферических линз ....... 3
Лабораторная работа № 2. Моделирование оптических
приборов и определение их увеличения ............................. 12
Лабораторная работа № 3. Изучение микроскопа
и определение показателя преломления
стеклянной пластины ........................................................... 20
Лабораторная работа № 4. Определение показателя
преломления и средней дисперсии жидкости
с помощью рефрактометра типа Аббе (ИРФ-22) .............. 25
Лабораторная работа № 5. Изучение интерференционной схемы
колец Ньютона ........................................................................ 33
Лабораторная работа № 6. Изучение дифракции света .............. 38
Лабораторная работа № 7. Определение показателя
преломления и концентрации прозрачных растворов
при помощи интерферометра Рэлея .................................... 54
Лабораторная работа № 8. Изучение дифракционной
решетки с помощью гониометра.......................................... 62
Лабораторная работа № 9. Определение частотной дисперсии
стеклянной призмы с помощью гониометра ..................... 69
Лабораторная работа № 10. Изучение монохроматора ................ 77
Лабораторная работа № 11. Изучение вращения плоскости
поляризации и определение концентрации
сахарных растворов с помощью сахариметра ................... 84
Лабораторная работа № 12. Изучение вращения плоскости
поляризации в магнитном поле (эффект Фарадея) .......... 90
Вопросы для самопроверки ............................................................ 99
121
Стр.121
Литература ....................................................................................... 108
Приложение А. Таблица для определения
средней дисперсии ................................................................. 109
Приложение Б. Гониометр-спектрометр ...................................... 112
Приложение В. Спектральный состав ртутной лампы ............ 114
Приложение Г. Индексы показателей преломления ................. 114
Приложение Д. Полутеневой анализатор .................................... 117
Приложение Е. Единые требования к оформлению
лабораторных работ на кафедре
общей и экспериментальной физики
Ярославского государственного университета ............... 120
122
Стр.122