123259

Ćwiczenie 14.

»

SOCZEWKA

w

Temat:    ODLEGŁOŚĆ OGNISKOWA CIENKICH SOCZEWEK.

CeŁ    Wyzraczenie cgriskowej cienkkj soczewki.

Przyrządy: Lawa optyczra, lampa oświetlająca z zasilaczemprądu s tałego, przes lora cbrazu jąca przedmiot, soczewica, ekran.

Literatura: R. Resnick, D. Ffalliday,FIZYKA, t. II, § 43-1, 44-4, 44-5.

D. Halliday, R. Resruck, J. Walker, PODSTAWY FIZYKI,t. 4., § 34.7, 56.5, 36.6, 35.8..

L Met oda po miar u

Soczewka jest to substancja załamująca światło (najczyściej szkło), ograniczona dwona powierzchniami sferycznymi. Prostą, która przechodzi przez środki krzywizn obu powierzchni, nazywamy osią optyczną. Wiązka promieni równoległych do osi optycznej po załamaniu w soczewce zbierającej skupia siy w ognisku F, którego odkgłość od środka optycznego soczewki nazywamy ogniskoi-Aj /. Środek optyczny soczewki na ty właściwość, że wszystkie promienie padające na soczewky, a skierowane na ten punkt, me zmieniają kierunku, lecz ulegają minimalne na przesumyciu rów role głerca. W przypadku soczewek cienkich, które są przedmiotem ras zych rozważań, środek geometryczny soczewki pokrywa siy ze środkiem optycznym. Dla cienkich soczewek odkgłość x przedmiotu od soczewki związana jest z odległością y obrazu od soczewki rów ranie mc

Hi .

Dla x > f, otrzymi jemy obrazy mcryHbit {odwrócone. Natomiast dla x < f, powstaje cbraz urojony i prosty, położony po tej samej stronie soczewki co przedmiot, a parametry przyjnaje wartość ujemną.

Itys.l. Ohrzzzprzedrą otu c?v/rec'cego wsocrewce a) powetezony, ty pomniejszony

^l^^l'^^cSńel^czref¹^^strukcji cb razów posługujemy siy promieniami, których bieg po załamaniu w soczewce daje s iy łatwo us talie;

1.    promień wychodzący z ogniska po załamaniu w soczewce b iegnie równoległa do os i głównej,

2.    promień równoległy do osi po załamaniu przechodzi przez ognisko,

3.    promień przechodzący przez ś rodek optyczny soczewki nie zmienia s wego kierunku.

W celu wyznaczenia ogniskowej f montujemy układ, którego schemat pokazuje rys 2. Na ławie optycznej mocujemy lampy oświetlającą z przesłoną stanowiącą świecący przedmiot, soczewky i ekran Ekran wykonany jest z białego matowego kartonika umieszczonego w ramce na przesuwanych wzdłuz ławy saneczkach. Pomiary najkpkj przeprowadzać w ten sposćb, że ekran umieszczamy w odległości możliwie jak rajwiykszej od przedmiotu i przesuwamy saieczki z soczewką w takie pobżenk, że na ekranie ukaże siy ostry cbraz przedmiotu. Ponieważ oszacowanie ostrości jast połączone z dużą dozą niepewności, ustawienie saneczek powtarzamy kilkakrotnie. Mając zmierz ore odległości *i2 możemy wyznaczyć odległość ogniskową f ze wzoru:

(2)

U

Dla sprawdzenia rówrania soczewki przeprowadzamy lalka pomiarów, zmniejszają: za każdym razem odkgłość 2 przedmiotu od ekram. Z równania (1) wynika, że jeśli cbrazy mają być rzeczywiste odlegbść ta powinna byćwiykszacd 4f. Pizy dane) wartości 2 istnieją dwa położenia soczewki, dla których powstają obrazy rzeczywiste; jeden powiykszory gdy x < y, drugi zmniejszony, gdy x^J > y' (rys .1). Oba położenia są symetryczne wzglydem środka odlegbści 2. Sprawdzamy ty symetny w ten sposćb, że znalezioną odległość x przedmiotu od soczewki w przypadku cbiazu powiykszonego, przyjmujemy za odległość obrazu zmniejszonego.

1