Лабораторная работа по физике ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФОКУСНОГО РАССТОЯНИЯ ЛИНЗЫ.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Определить из опыта фокусное расстояние линзы, рассчитать оптическую силу линзы.
ОБОРУДОВАНИЕ: 1. Источник света 2. Экран 3. Линза
4. Измерительная линейка.

ТЕОРИЯ: Линза представляет собой прозрачное тело, ограниченное двумя гладкими выпуклыми или вогнутыми поверхностями (одна из них может быть плоской). Чаще всего поверхности линзы делают сферическими, а саму линзу изготавливают из специальных сортов стекла.

Рисунок 1.
Собирающие (a) и рассеивающие (b) линзы и их условные обозначения.

Линзу, у которой толщина пренебрежимо мала по сравнению с радиусами кривизны поверхностей, ограничивающих ее, называют тонкой
Положение изображения и его характер можно определить с геометрических построений. Для этого используют свойства некоторых стандартных лучей, ход которых известен. В качестве таких лучей можно использовать любые два из трех основных:
луч 1, параллельный оптической оси;
После прохождения линзы луч проходит через фокус F2
луч 2, проходящий через оптический центр линзы;
Луч, идущий по какой-либо из оптических осей, проходя через линзу, практически не меняет своего направления.
луч 3, проходящий через фокус F1
После прохождения линзы луч идет параллельно главной оптической оси
АВ - предмет, А'В' - его изображение.

Рис. 2. Построение изображений в собирающей линзе

По тем же правилам строится изображение, даваемое рассеивающей линзой
Изображения можно также рассчитать с формулы тонкой линзы. Если расстояние от предмета до линзы обозначить через d, а расстояние от линзы до изображения через f, то формулу тонкой линзы можно записать в виде:

Величину ОF называют фокусным расстоянием, величину D, обратную фокусному расстоянию, называют оптической силой линзы. Единица измерения оптической силы является 1 диоптрия (дптр). Диоптрия – оптическая сила линзы с фокусным расстоянием 1 м:
1 дптр = м–1.
Оптическая сила линзы D зависит как от радиусов кривизны R1 и R2 ее сферических поверхностей, так и от показателя преломления n материала, из которого изготовлена линза.

Радиус кривизны выпуклой поверхности считается положительным, вогнутой – отрицательным.
Линейным увеличением линзы (Γ) называют отношение линейных размеров изображения h' (А'В') и предмета h(АВ).

Величина h' > 0, если изображение прямое, h'< 0 - если перевернутое. Величина h всегда считается положительной. Поэтому линейное увеличение линзы для прямых изображений Γ > 0, для перевернутых (рис.2) Γ < 0
d > 0 и f > 0 – для действительных предметов (то есть реальных источников света, а не продолжений лучей, сходящихся за линзой) и изображений;
d < 0 и f < 0 – для мнимых источников и изображений.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ:
1. Расположите на одной прямой экран, линзу и источник света. Передвигая линзу и экран, получите на экране отчетливое изображение источника света.
2. Измерьте линейкой расстояния
• от источника света (от предмета) до середины линзы – d
• от середины линзы до экрана (до изображения) - f
3. Вычислите фокусное расстояние линзы F по формуле: 1/d + 1/f = 1/F.
4. Выполнить эту работу еще раз, изменив расстояние от источника света до линзы.

5. Вычислить оптическую силу линзы по формуле:
D = 1/F
6. Оформить отчет. Данные опытов и результаты вычислений занести в таблицу:

№
п\п d f
F D

7. Сделать вывод.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
1. Построить изображение в рассеивающей линзе.
2. Что такое главный фокус и фокусное расстояние линзы?
3. Что такое оптическая сила линзы? От чего зависит эта величина?

Получается из опыта: d= 14,5 см; f= 22,5 см; (см переводим в метры при вычислениях)

Вычислите по формулам F и D

Лабораторная работа по физике ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФОКУСНОГО РАССТОЯНИЯ ЛИНЗЫ. ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Определить из

Показать ответ

Ответ:

ZHANSAYA20061

06.02.2021 00:22

ЧЕРЕЗ ТЕОРЕМУ ГАУССА:

$\int_o^{S_\Sigma} { E \, dS } = \frac{ | q_\Sigma | }{ \varepsilon_o \varepsilon }$
для произвольной замкнутой поверхности окружающий некторый заряд;

Ясно, что поле вокруг такого тела обладает сферической симметрией, а значит поле в любой точке сонаправлено в радиус-вектором, проведённым из центра сферы. Причём, исходя из той же сферической симметри – на равных расстояниях от сферы в любой точке поле имеет одну и ту же напряжённость.

Поэтому для точек $r \geq R$ за пределами шара мы можем записать:

$4 \pi r^2 E_ = \frac{ | q_\Sigma | }{ \varepsilon_o \varepsilon } = \frac{4 \pi | \rho | R^3}{3 \varepsilon_o \varepsilon } \ ;$

$E_ = \frac{ | \rho | R^3 }{ 3 \varepsilon_o \varepsilon r^2 } = \frac{ 4 \pi k | \rho | R^3 }{ 3 \varepsilon r^2 } \ ;$

А для точек $r \leq R$ внутри шара мы можем записать:

$4 \pi r^2 E_< = \frac{ | q_r | }{ \varepsilon_o \varepsilon } = \frac{4 \pi | \rho | r^3}{3 \varepsilon_o \varepsilon } \ ;$

$E_< = \frac{ | \rho | }{ 3 \varepsilon_o \varepsilon } \cdot r = \frac{ 4 \pi k | \rho | }{ 3 \varepsilon } \cdot r \ ;$

ЧЕРЕЗ УДЕЛЬНУЮ ФОРМУ ЗАКОНА КУЛОНА ДЛЯ ШАРА:

Для точек $r \geq R$ за пределами шара мы можем записать:

$E_ = \frac{k}{\varepsilon} \cdot \frac{ | q_\Sigma | }{r^2} = \frac{k}{\varepsilon} \cdot \frac{4 \pi | \rho | R^3}{3 r^2} \ ;$

$E_ = \frac{ 4 \pi k | \rho | R^3 }{ 3 \varepsilon r^2 } = \frac{ | \rho | R^3 }{3 \varepsilon_o \varepsilon r^2} \ ;$

А для точек $r \leq R$ внутри шара мы можем записать:

$E_< = \frac{k}{\varepsilon} \cdot \frac{ | q_r | }{r^2} = \frac{k}{\varepsilon} \cdot \frac{4 \pi | \rho | r^3}{3 r^2} \ ;$

$E_< = \frac{ 4 \pi k | \rho | }{ 3 \varepsilon } \cdot r = \frac{ | \rho | }{ 3 \varepsilon_o \varepsilon } \cdot r \ ;$

ЧЕРЕЗ УДЕЛЬНУЮ ФОРМУ ЗАКОНА КУЛОНА ДЛЯ СФЕРЫ:

Напряжённость равномерно заряженной сферы за её пределеами равна напряжённости точечного заряда, расположенного вместо сферы в её центре. Тогда:

Для точек $r \geq R$ за пределами шара мы можем записать:

$E_ = \frac{k}{\varepsilon} \cdot \frac{ | q_\Sigma | }{r^2} = \frac{k}{\varepsilon} \cdot \frac{4 \pi | \rho | R^3}{3 r^2} \ ;$

$E_ = \frac{ 4 \pi k | \rho | R^3 }{ 3 \varepsilon r^2 } = \frac{ | \rho | R^3 }{3 \varepsilon_o \varepsilon r^2} \ ;$

А для точек $r \leq R$ внутри шара мы можем записать:

$E_< = \frac{k}{\varepsilon} \cdot \frac{ | q_r | }{r^2} = \frac{k}{\varepsilon} \cdot \frac{4 \pi | \rho | r^3 }{ 3 r^2 } \ ;$

$E_< = \frac{ 4 \pi k | \rho | }{ 3 \varepsilon } \cdot r = \frac{ | \rho | }{ 3 \varepsilon_o \varepsilon } \cdot r \ ;$

ОТВЕТ:

$E = \{$
$= \frac{ 4 \pi k | \rho | }{ 3 \varepsilon } \cdot r = \frac{ | \rho | }{ 3 \varepsilon_o \varepsilon } \cdot r \ ,$ при $r \leq R \ ;$
$= \frac{ 4 \pi k | \rho | R^3 }{ 3 \varepsilon r^2 } = \frac{ | \rho | R^3 }{3 \varepsilon_o \varepsilon r^2} \ ,$ при $r \geq R \ ; \}$

ГРАФИК СМОТРИТЕ В ПРИЛОЖЕННОМ ФАЙЛЕ:

Шар радиуса r заряжен равномерно с объёмной плотностью заряда ρ. определите модуль напряженности пол

Шар радиуса r заряжен равномерно с объёмной плотностью заряда ρ. определите модуль напряженности пол

0,0(0 оценок)

Ответ:

ekhalyavin

07.11.2021 16:02

Вес космонавта на станции равен нулю. Масса всё те же 60 кг (если не учитывать физиологическое влияние невесомости на организм человека).

Подробнее:

Вес тела, в отличие от массы, может изменяться. При равенстве g и a, P=0, то есть достигается невесомость. Путать вес и массу не стоит. Масса у тела не изменяется. Масса - это свойство самого тела.
Весом тела называется сила, с которой данное тело давит на опору или растягивает подвес вследствие притяжения данного тела к Земле. Из этого следует, что если тело не подвешено или не закреплено на опоре, то его вес равен нулю. Если на тело действует только сила тяжести или только сила всемирного тяготения, то это тело находится в состоянии невесомости. В этом случае исчезает только вес тела, но не сила тяжести, действующая на это тело. На космонавтов, находящихся на КС, по-прежнему действует Земля, однако невесомость там присутствует.
Невесомость – это состояние, возникающее в космических кораблях. Невесомость появляется в этих аппаратах, когда они движутся с постоянной скоростью в любом направлении и при этом находятся в состоянии свободного падения.(Физиологические особенности:. Космонавты в невесомости теряют массу, у них снижается работо и, наоборот, повышается утомляемость. Изменяется и соотношение химических элементов в тканях: кости теряют часть необходимых им минералов. Нередко по возвращении на Землю после длительного пребывания на станции космонавт становится выше на несколько сантиметров . Жизнь в невесомости гораздо тяжелее обычной.)

0,0(0 оценок)

Популярные вопросы: Физика