A gömb alakú tükör fókusztávolságának meghatározása
Laboratóriumi munka №1
A munka célja: ismerkedjen meg egy gömb alakú tükör gyújtótávolságának meghatározásával.
Berendezés: optikai pad, skálával, megvilágítóval, képernyővel, csúszkákkal; gömb alakú tükrök, lapos tükör, beszéd, uralkodó.
A gömb alakú tükör gömb alakú, amelynek tükröző felülete egy gömb része.
1. ábra Gömb alakú tükör
A gömb sugara (1. ábra) a tükör görbületének sugara. A tükör szélei által határolt körzetet nyílásnak nevezik. Az MN egyenes, amely átmegy a B nyílás közepén és a tükör C görbületének középpontján
a tükör fő optikai tengelye. A görbület középpontján áthaladó, de a nyílás közepén áthaladó más egyenes vonalakat a tükör másodlagos optikai tengelyeinek nevezik. A tükör metszéspontját a fő optikai tengellyel a tükör csúcsának nevezik. Ha a tükröző felület egy tükör homorú felülete, akkor konkávnak nevezik, ha konvex, konvex. Egy homorú tükör képes valódi és képzeletbeli képet adni, egy konvex tükröt - csak képzeletbeli. A homorú tükör fő feszültsége az F pont, amely a fő optikai tengelyen fekszik, ahol a rajta lévő sugarak a fő optikai tengellyel párhuzamos tükör visszaverése után metszenek.
A tükör tetejéről a főfókusz AF távolságát a tükör fő fókusztávolságának nevezik. Körülbelül a tükör sugarának sugara.
A tükör gyújtótávolságának közvetlen mérése nem elég pontos, mivel egy pontforrás vagy egy teljesen párhuzamos sugárnyaláb létrehozása nem megvalósítható.
A gömb alakú tükör gyújtótávolságának pontosabb meghatározásához használjon:
ahol F a gyújtótávolság,
f az objektumtól a tükörig terjedő távolság,
d a képtől a tükörig terjedő távolság,
összekapcsolja az objektum és a kép méretének arányát F-rel; d és f. Az (1) és (2) képletek csak akkor érvényesek, ha az incidens sugarak csak kis szögeket tesznek ki a tükör tengelyével.
1. Konvex gömb tükör fő fókusztávolságának meghatározása.
Egy konkáv tükör és egy képernyő az objektum érvényes képének megszerzéséhez egy speciális tartóban erősödik. A tartó mozoghat az optikai padon. Van egy skála vagy vonalzó, amely lehetővé teszi a tartó helyzetének pontos meghatározását.
Objektumként használhatja a sötét pohárra húzott nyilat, és a forrást - az elektromos izzót.
A témához tartozó nyíl a képernyő fölé kerül a képernyőn
nem blokkolta a sugarakat a tükör felé vezető úton (2.
2. ábra A sugarak útjának diagramja.
A munka sorrendje.
1. Ha az objektumot a tükörtől távolabb helyezik el, ami biztosan nagyobb, mint a gyújtótávolság kétszerese, válassza ki a képernyő pozícióját úgy, hogy a kép a legélesebb legyen.
2. A d és f távolságot a skála mérésével, a nyíl mérete (hossza) - x és a kép y értéke megjelenítésével adja meg az adatokat a jelentés táblázatban.
3. A d értékét 1,0-1,5 cm-re változtatva, keresse meg újra a képernyő legnagyobb pozícióját és d, f, x, y stb. Méretét.
4. Az egyes kísérletek adataiból számítsa ki az F értéket a következő kifejezések használatával:
amelyek az (1) és (2) egyenlõségeket követik.
5. Számítsa ki a hibát.
6. Hasonlítsa össze az eredményeket.
2. Konvex gömb tükör fő fókusztávolságának meghatározása.
A domború tükör nem ad igazi képet, fő témája a képzelet. Az ilyen tükör fő fókusztávolságának megtalálásához újra használhatjuk a tükörképet (1), figyelembe véve, hogy F. f képzeletbeli lesz, azaz. az (1) képletbe lép a "-" jelzéssel. Az (1) képlet használatának legfőbb nehézsége az, hogy meghatározzuk az f értékét - a tükör távolságát a tárgy képzeletére. Határozza meg f segítségével a sík tükör hiánya parallaxis, amelynek lényege abban áll, hogy a következő: Ha a két tárgy nem fedik át egymást, és térben elválasztott, akkor figyelembe véve, és mozog a fej jobbra vagy balra, akkor lehet észlelni az elmozdulás egy tárgy másikhoz képest (parallaktikus elmozdulás). Ha az objektumok egymásra helyezkednek, akkor nincs ilyen elmozdulás.
Ha a figyelembe vett objektumot és egy domború tükör van egy lapos tükör elhelyezni, hogy annak felső éle alatt van a tetején a domború tükör, lehetséges egyidejű megjelenítését a kép ugyanazon objektum két tükör: egy lapos és domború.
A lapos tükör mozgatásával elérheti azt a pozíciót, amelyben a tárgy képzeletbeli képei a lapos és domború tükrökben, amikor a megfigyelő fejét jobbra vagy balra mozgatják, nem mozognak egymáshoz viszonyítva. ugyanabban a síkban lesz. Mivel a sík tükrön lévő kép ugyanolyan távolságra van a tükörtől, mint az objektum, akkor a vizsgált tárgy és a sík tükör közötti távolság mérésével (3.
f + d = 2b; f = 2b-d. (3)
3. ábra: A sugár útja és a kép konstrukciója konvex tükör által.
A munka sorrendje.
1. Helyezze az objektumot (hangszóró) az optikai padra, egy konvex és lapos tükörre. Mérje meg a távolságot a fülről a konvex tükörre.
2. Egy lapos tükör mozgatásával keresse meg a hangszóró képzeletbeli képét. Ismételje meg a mérést legalább ötször, és helyezze be az eredményeket a táblázatba.
3. Az (1) és a (3) képlet segítségével számítsa ki a konvex tükör fő fókusztávolságát.
1. Melyek a gömb alakú tükrök fő jellemzői?
2. Miért van szükség kísérletekre, ha a tárgyat a 2F-et meghaladó távolságra kell elhelyezni?
3.Mi és hol lenne a kép az F 4. Hol kell az objektumot elhelyezni a homorú tükör előtt, úgy, hogy a reverz és valós kép háromszor nagyobb a tárgynál? 5. Vigye az adatokat a (2) egyenletbe. 1. Matveev A.N. Optika: Egyéni kézikönyv. spec. egyetemeken. - M. Angol. wk. 1985-351c. 2. Savelyev I.V. Általános fizika tanfolyam 3. sz. ispr.-m. Science, Vol.2: Elektromosság és mágnesesség. Hullámok. Optika. 1988. 496. év.Kapcsolódó cikkek