Задание №17 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

#59192Задание №17ФИПИ

Практические работы

Используя источник тока, осветитель 1, соединительные провода, направляющую, линзу1 и экран, соберите оптическую установку для изучения свойств изображения, полученного с помощью собирающей линзы1. Получите изображение предмета, расположенного на расстоянии 30см от линзы. Абсолютная погрешность измерения расстояния равна ±2 мм.

В бланке ответов № 2:

1) сделайте рисунок экспериментальной установки, указав ход лучей в линзе;

2) укажите результаты измерения расстояния от предмета до линзы
и расстояния от линзы до изображения с учётом абсолютной погрешности измерения;

3) сформулируйте вывод о свойствах изображения (мнимое или действительное, уменьшенное или увеличенное, прямое или перевёрнутое).

Ваше решениедо 3 баллов

Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям

Решение.

Данная задача является экспериментальной. Для её выполнения необходимо собрать оптическую скамью, на которой последовательно расположены осветитель (предмет), собирающая линза и экран.

1) Рисунок экспериментальной установки
На рисунке следует изобразить главную оптическую ось, собирающую линзу, предмет в виде стрелки $AB$ , расположенный за двойным фокусом (так как для линзы №1 с фокусным расстоянием около $10 \text{--} 15$ см расстояние $30$ см обычно больше $2F$ ), и ход двух лучей для построения изображения:
— луч, идущий параллельно главной оптической оси, после преломления проходит через фокус $F$ ;
— луч, проходящий через оптический центр линзы $O$ , не преломляется.
Точка пересечения лучей даст положение изображения $A'B'$ .

2) Результаты измерений
Для линзы №1 (стандартный школьный набор) при расстоянии от предмета до линзы $d = 30$ см, изображение получается действительным и уменьшенным.
Примечание: Точные значения зависят от конкретного оборудования, ниже приведены типовые значения для лабораторного набора.
Расстояние от предмета до линзы: $d = (300 \pm 2) \text{ мм}$ .
Расстояние от линзы до изображения (измеряется экспериментально по четкому фокусу на экране): $f = (150 \pm 2) \text{ мм}$ (значение $f$ может варьироваться в зависимости от фокусного расстояния конкретной линзы в наборе, например, от $140$ до $160$ мм).

3) Вывод о свойствах изображения
На основании проведенного опыта и хода лучей можно сделать вывод о характере полученного изображения.
Так как изображение получено на экране, оно является действительным.
По размеру изображение меньше самого предмета (осветителя), значит оно уменьшенное.
Ориентация изображения относительно предмета — перевёрнутое.

Ответ: 1) рисунок хода лучей выполнен; 2) $d = (300 \pm 2) \text{ мм}$ , $f = (150 \pm 2) \text{ мм}$ (типовое значение); 3) изображение действительное, уменьшенное, перевёрнутое.

Источник: ФИПИ