Задание №17 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

#59228Задание №17ФИПИ

Практические работы

Используя источник тока, осветитель 1, соединительные провода, направляющую, линзу2 и экран, соберите оптическую установку для изучения свойств изображения, полученного с помощью собирающей линзы 2. Получите изображение предмета, расположенного на расстоянии 8 см 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 электрическую цепь для работы осветителя и расположить оптические элементы на направляющей (оптической скамье).

1) Рисунок экспериментальной установки
На рисунке изображаем главную оптическую ось, собирающую линзу, предмет (в виде стрелки $AB$ ) и ход лучей. Для построения изображения используем два стандартных луча: луч, идущий параллельно главной оптической оси (после линзы проходит через фокус), и луч, проходящий через оптический центр линзы (идет не преломляясь).
Поскольку по условию $d = 8$ см, а фокусное расстояние линзы №2 обычно составляет $F = 5$ см (согласно техническим характеристикам стандартных наборов ОГЭ), предмет находится между фокусом и двойным фокусом ( $F < d < 2F$ ). В этом случае изображение будет действительным, перевёрнутым и увеличенным.

2) Результаты измерений
При выполнении лабораторной работы на экзамене значения измеряются с помощью линейки. Запишем результаты с учётом погрешности $\Delta = 2$ мм $= 0,2$ см.
Расстояние от предмета до линзы (задано условием):
$d = (8,0 \pm 0,2)$ см.
Расстояние от линзы до изображения (измеряется экспериментально путём перемещения экрана до получения чёткого изображения):
Для линзы с $F = 5$ см при $d = 8$ см теоретическое значение $f$ составит около $13,3$ см. В бланке записывается результат вашего измерения.
Пример записи:
$f = (13,3 \pm 0,2)$ см.

3) Вывод о свойствах изображения
На основании проведённого опыта и полученного на экране изображения формулируем его характеристики:
- Изображение действительное (так как оно получено на экране);
- Изображение увеличенное (так как расстояние от линзы до изображения $f$ больше расстояния от предмета до линзы $d$ );
- Изображение перевёрнутое (ориентация стрелки на экране противоположна ориентации предмета).

Ответ: 1) Рисунок хода лучей для собирающей линзы; 2) $d = (8,0 \pm 0,2)$ см, $f = (13,3 \pm 0,2)$ см (значение $f$ зависит от конкретной линзы в наборе); 3) изображение действительное, увеличенное, перевёрнутое.

Источник: ФИПИ