Задание №17 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

#59224Задание №17ФИПИ

ЛинзыПрактические работы

Используя собирающую линзу 1, экран, линейку, соберите экспериментальную установку для определения оптической силы линзы. В качестве источника света используйте свет от удалённого окна. Абсолютная погрешность измерения расстояния равна ±2 мм.

В бланке ответов $№$ 2:

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

2) запишите формулу для расчёта оптической силы линзы;

3) укажите результат измерения фокусного расстояния линзы с учётом абсолютной погрешности измерения;

4) запишите значение оптической силы линзы.

Ваше решениедо 3 баллов

Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям

Решение.

Для определения оптической силы собирающей линзы воспользуемся свойством линзы собирать параллельные лучи от удалённого источника в своём фокусе. Поскольку окно находится достаточно далеко, лучи, идущие от него, можно считать параллельными главной оптической оси линзы.

1) Рисунок экспериментальной установки
На рисунке следует изобразить собирающую линзу, главную оптическую ось и падающие на линзу параллельные лучи. После преломления в линзе лучи пересекаются в одной точке на экране — в главном фокусе линзы. Расстояние от центра линзы до экрана в этот момент равно фокусному расстоянию $F$ .
(При выполнении на бланке: начертите вертикальную линию со стрелками наружу — символ собирающей линзы; проведите горизонтальную пунктирную линию — оптическую ось; нарисуйте два луча, идущих параллельно оси, которые после линзы сходятся в точке $F$ на экране).

2) Формула для расчёта
Оптическая сила линзы $D$ — это величина, обратная её фокусному расстоянию:
$D = \frac{1}{F}$ , где $F$ выражено в метрах.

3) Результат измерения фокусного расстояния
При выполнении лабораторной работы необходимо перемещать экран за линзой до получения чёткого изображения окна. Измерив расстояние от линзы до экрана линейкой, получаем значение $F$ .
(Внимание: значения ниже являются примерными, так как зависят от конкретного оборудования в наборе. Для стандартной линзы №1 из наборов ОГЭ фокусное расстояние обычно составляет $10 \text{ см}$ ).
Пример записи: $F = (100 \pm 2) \text{ мм}$ или $F = (0,100 \pm 0,002) \text{ м}$ .

4) Значение оптической силы линзы
Подставим измеренное значение (например, $0,1 \text{ м}$ ) в формулу:
$D = \frac{1}{0,1 \text{ м}} = 10 \text{ дптр}$ .
(Примечание: при расчёте погрешность для оптической силы указывать не требуется, если этого нет в условии).

Ответ: 1) рисунок хода лучей; 2) $D = \frac{1}{F}$ ; 3) $F = (100 \pm 2) \text{ мм}$ ; 4) $D = 10 \text{ дптр}$ .

Источник: ФИПИ