KARTA-Optyka geometryczna2.pdf

(840 KB) Pobierz
KARTA PRACY STUDENTA
I
MIĘ I NAZWISKO
:
T
EMAT
:
O
PTYKA GEOMETRYCZNA
C
EL ZADANIA
:
Obserwacja wybranych zjawisk optyki geometrycznej
Obraz rzeczywisty
to obraz przedmiotu, który powstaje w wyniku przecięcia się
promieni przechodzących przez soczewkę lub układ optyczny, składający się np. z kilku
Obraz rzeczywisty możemy zaobserwować na ekranie umieszczonym w miejscu
przecięcia się tyaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaach promieni
Obraz pozorny
to obraz przedmiotu, który powstaje w wyniku przecięcia się
przedłużeń promieni rzeczywistych po ich przejściu przez soczewaaaaaaaaaaaaaaaakę.
Obraz ten jest widoczny dla obserwatora rejestrującego rozbieżną wiązkę promieni
opuszczających układ optyczny. To nasze zmysły lokują obraz w miejscu, w którym w
rzeczywistości nie biegną żadne promienie, stąd też nazwa obrazu pozornego. Oczywiście
obraz pozorny nie jest widoczny na ekranie, aby go zobaczyć należy
popatrzeć przez soczewkaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaę.
1.
Określenie ogniskowej soczewki wypukłej i badanie powstawania obrazu
Bieg promieni w soczewce skupiającej
F’
F
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
2.
Badanie powstawania obrazu z wklęsłej soczewki i określić jego ogniskowej.
Bieg promieni w soczewce rozpraszającej
F
F’
W poniższych tabelkach x to odległość źródła światła od soczewki. Uzupełnij tabelki: zaznacz
znakiem X przypadki, w których powstające obrazy są rzeczywiste lub pozorne, proste lub
odwrócone, powiększone lub pomniejszone:
Co należy zrobić, aby obraz przedmiotu był większy?
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Co należy zrobić, aby obraz przedmiotu nie był odwrócony?
3. W jakiej odległości powinniśmy umieścić ekran, aby obraz był ostry?
W jakiej odległości powinniśmy umieścić ekran, aby obraz był ostry?
Zależność pomiędzy odległością przedmiotu od soczewki, a odległością powstającego obrazu
wyraża się wzorem:
gdzie f jest ogniskową soczewki, x odległością przedmiotu od soczewki i y odległością
powstającego obrazu od soczewki. Potrzeba jeszcze dodać, że to równanie jest przybliżeniem i
jest dobrze spełnione dla cienkich soczewek.
Dla przykładu wyznaczmy odległość, w której powstanie ostry obraz na ekranie dla soczewki o
ogniskowej f = 0,2 m, postawionej w odległości x = 0,3 m od źródła światła z filtrem
(przedmiotu)
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Na ławie optycznej przedmiot i ekran są umieszczone w odległości 1 m od siebie. W którym
miejscu należy wstawić soczewkę ogniskowej f = 0,15 m, aby na ekranie powstawał ostry
obraz? Ile istnieje rozwiązań tego problemu?
4. Powiększenie obrazu
Powiększenie obrazu
wytworzonego przez soczewkę wyraża się wzorem:
przy czym h
p
jest wysokością obiektu, h
k
wysokością obrazu, y odległością obrazu od
soczewki, a x odległością obiektu od soczewki.
Dla przykładu wyznaczmy powiększenie ostrego obrazu, powstającego z soczewki o
ogniskowej f = 0,2 m umieszczonej x = 0,3 m od przedmiotu. Z poprzedniego ćwiczenia
wiemy, że aby obejrzeć ostry obraz, musimy wstawić ekran w odległości y = 0,6 m od
soczewki, zatem:
5. Wpływ promienia krzywizny soczewki sferycznej na ogniskową
Dla przykładu wyznaczmy ogniskową soczewki o parametrach: n = 1,5; r1 = 0,2 m; r2 = 0,2 m.
Wówczas podstawiając do wzoru:
gdzie: f jest ogniskową soczewki, n współczynnikiem załamania, r1 i r2 promieniami krzywizn
soczewki otrzymujemy
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Obserwacje:
Czy soczewki o różnych promieniach krzywizny mogą mieć taką samą ogniskową?
Czy dwie soczewki wykonane z tego samego materiału o takich samych promieniach
krzywizny mogą dawać różne obrazy przedmiotu ustawionego w tej samej odległości od
soczewek?
6. Łączenie soczewek
Rozważmy układ optyczny składający się z przedmiotu (źródła), dwóch soczewek
skupiających oraz ekranu.
Przyjmijmy oznaczenia:
x
1
– odległość obiektu od pierwszej soczewki,
y
1
– odległość obrazu od pierwszej soczewki,
f
1
– ogniskowa pierwszej soczewki,
x
2
– odległość obiektu (tu obiektem jest obraz powstały po przejściu promieni świetlnych przez
pierwszą soczewkę) od drugiej soczewki,
y
2
– odległość obrazu (ekranu) od drugiej soczewki,
f
2
– ogniskowa drugiej soczewki,
L – odległość między soczewkami.
Przypomnijmy sobie teraz równanie dla cienkiej soczewki
Stosując ten wzór, znajdziemy zależność położenia ostrego obrazu w zależności od położenia
obiektu przy założeniu, że ogniskowa pierwszej soczewki jest mniejsza od odległości między
soczewkami (f
1
< L). Zaczynamy od równania dla pierwszej soczewki:
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin