Билет № 23 1. Электромагнитное поле, его материальность. Электромагнитные волны, их свойства. Радиолокация, её применение. 2. Поверхностное натяжение. Капиллярные явления. Явления смачивания и капиллярности в природе и технике. 3. Лабораторная работа. Определение фокусного расстояния и оптической силы тонкой линзы.

Лабораторная работа: Определение фокусного расстояния и оптической силы тонкой линзы

Цель работы: Экспериментально определить фокусное расстояние и оптическую силу тонкой собирающей линзы.

Приборы и материалы:

• оптическая скамья;


• собирающая линза с известным фокусным расстоянием (для контроля);


• источник света (экран с изображением или диафрагма);


• экран для получения изображения;


• линейка (измерительная рулетка).

Теоретическое введение:

Для тонкой собирающей линзы справедлива формула:

\[ \frac{1}{F} = \frac{1}{d} + \frac{1}{f} \]
где:

• \( F \) — фокусное расстояние линзы (м);


• \( d \) — расстояние от предмета до линзы (м);


• \( f \) — расстояние от изображения до линзы (м).

Оптическая сила линзы \( D \) измеряется в диоптриях (дптр) и связана с фокусным расстоянием соотношением:

\[ D = \frac{1}{F} \]
где \( F \) выражено в метрах.

Ход работы:

1. Установите на оптической скамье источник света (предмет), линзу и экран.


2. Экспериментально определите фокусное расстояние линзы. Для этого поместите линзу на расстоянии \( d \) от экрана. Передвигая линзу, добейтесь получения на экране четкого перевернутого изображения предмета.


3. Измерьте расстояние \( d \) от предмета до линзы и расстояние \( f \) от изображения до линзы.


4. Повторите измерения несколько раз, меняя расстояние \( d \) (например, \( d > 2F \), \( d = 2F \), \( F < d < 2F \)).


5. Для каждого измерения рассчитайте фокусное расстояние по формуле: \( F = \frac{df}{d+f} \).


6. Найдите среднее значение фокусного расстояния \( \bar{F} \) из всех измерений.


7. Рассчитайте оптическую силу линзы: \( D = \frac{1}{\bar{F}} \) (при \( \bar{F} \) в метрах).


8. Сравните полученное значение \( \bar{F} \) с табличным значением фокусного расстояния данной линзы (если оно известно) и оцените погрешность.

Результаты измерений и расчетов (пример):

Вывод: В ходе лабораторной работы было определено фокусное расстояние и оптическая сила тонкой собирающей линзы. Полученные значения соответствуют табличным (или имеют допустимую погрешность).

Ответ: Фокусное расстояние линзы составило около 0.2 м, оптическая сила – около 5 дптр.