Експериментальна робота 6 [PDF]

Zitiervorschau

Корюкова Крістіна ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА РОБОТА № 6 Тема. Вимірювання оптичної сили лінз. Мета: визначити оптичні сили збиральної та розсіювальної лінз. Обладнання: інтерактивна симуляція PhET (збиральна лінза, розсіювальна лінза, предмет, лінійка). Хід роботи Експеримент Результати вимірювань і обчислень відразу заносьте до таблиці Дослід 1. Вимірювання оптичної сили збиральної лінзи 1. Розгляньте рисунок. Проаналізуйте формулу тонкої лінзи, подумайте, які вимірювання вам слід зробити, щоб визначити фокусну відстань збиральної лінзи.

2. Перейдіть за посиланням або QR-кодом та натисніть кнопку Лінзи: https://phet.colorado.edu/sims/html/geometric-optics/latest/ geometric-optics_uk.html

3. Оберіть збиральну лінзу . Встановіть наступні параметри: Промені – Зручні, Радіус кривизни – 40 см, із панелі інструментів перетягніть лінійку (не змінюйте параметри під час проведення дослідів).

4. Розташуйте предмет так, щоб дістати чітке зменшене зображення предмета. Виміряйте відстань d від предмета до лінзи та відстань f від лінзи до зображення предмета. Результати занесіть до таблиці. 5. Пересуваючи предмет, дістаньте чітке збільшене зображення предмета. Виміряйте відстань d від предмета до лінзи та відстань f від лінзи до зображення предмета. Результати занесіть до таблиці. 6. Проведіть дослід ще двічі довільно змінюючи розташування предмета. Результати занесіть до таблиці. № 1 2 3 4

d,м

f ,м

F, м

D , дптр

Dсер , дптр

ε ,%

1,7 1,5 1,8 2

0,52 0,54 0,5 0,48

0,4 0,39 0,39 0,38

2,5 2,56 2,56 2,63

2,6

4

7. Для кожного досліду визначте фокусну відстань лінзи (скориставшись 1

1 1

формулою тонкої лінзи F = d + f ) і запишіть ці значення у таблицю: F= 1 , 7∗0 , 52 ≈ 0,4 1 , 7+0 , 52 1 , 5∗0 ,54 F 2= ≈0,39 1 , 5+0 , 54 1, 8∗0 , 5 F 3= ≈ 0,39 1 , 8+0 , 5 F 1=

df d +f

F 4=

2∗0 , 48 ≈ 0,38 2+0 , 48

8. Для кожного досліду визначте оптичну силу лінзи (скориставшись означенням оптичної сили) і запишіть ці значення у таблицю: D=

1 F

1 ≈ 2 ,5 0,4 1 D 2= ≈ 2,56 0 , 39 1 D 3= ≈ 2,56 0 , 39 1 D 4= ≈ 2,63 0 , 38 D 1=

9. Визначте середнє значення оптичної сили лінзи і запишіть це значення у таблицю: D сер = Dсер =

D 1+ D 2+ D 3 + D 4 4

2, 5+2 , 56+2 , 56+2 , 63 ≈2,6 4

10. Обчисліть відносну похибку вимірювань оптичної сили лінзи порівнявши отриманий результат Dсер із табличним Dтабл=2 , 5 дптр і запишіть це значення у таблицю:

|

ε = 1−

|

ε = 1−

|

Dсер ∙ 100 % Dтабл

|

2,6 ∙ 100 %=4 2,5

Дослід 2. Вимірювання оптичної сили розсіювальної лінзи 1. Розгляньте рисунок. Проаналізуйте формулу тонкої лінзи, подумайте, які вимірювання слід зробити, щоб визначити фокусну відстань розсіювальної лінзи.

УВАГА! Зображення предмета у всіх дослідах є уявним, тому відстань f від уявного зображення предмета до лінзи потрібно брати зі знаком «–». 2. Оберіть розсіювальну лінзу . Встановіть наступні параметри: Промені – Зручні, Радіус кривизни – 50 см, із панелі інструментів перетягніть лінійку (не змінюйте параметри під час проведення дослідів).

3. Проведіть чотири досліди довільно змінюючи розташування предмета. Для кожного досліду виміряйте відстань d від предмета до лінзи та відстань f від лінзи до зображення предмета. Результати занесіть до таблиці.

№

d,м

1 2

2 1,8

f ,м

(знак «–») -0,4 -0,4

F, м

D , дптр

Dсер , дптр

ε ,%

-0,5 -0,5

-2 -2

-2

0

3 4

1,6 1,2

-0,38 -0,36

-0,5 -0,5

-2 -2

4. Для кожного досліду визначте фокусну відстань лінзи (скориставшись 1

1 1

формулою тонкої лінзи F = d + f ) і запишіть це значення у таблицю: F= 2∗(−0 , 4) ≈-0,5 2+(−0 , 4) 1 , 8∗(−0 , 4) F 2= ≈ -0,5 1 , 8+(−0 , 4) 1, 6∗(−0 , 38) F 3= ≈-0,5 1 , 6+(−0 , 38) 1 , 2∗(−0 , 36) F 4= ≈ -0,5 1 , 2+(−0 ,36)

df d +f

F 1=

5. Для кожного досліду визначте оптичну силу лінзи (скориставшись означенням оптичної сили) і запишіть ці значення у таблицю: D=

1 F

1 =¿-2 −0 , 5 1 D 2= =-2 −0 , 5 1 D 3= =−2 −0 , 5 1 D 4= =-2 −0 , 5

D 1=

6. Визначте середнє значення оптичної сили лінзи і запишіть це значення у таблицю: Dсер =

−2+ (−2 ) + (−2 ) +(−2) =-2 4

7. Обчисліть відносну похибку вимірювань оптичної сили лінзи порівнявши отриманий результат Dсер із табличним Dтабл=−2 дптр і запишіть це значення у таблицю:

|

ε = 1−

|

−2 ∙100 %=0 −2

ВИСНОВОК: Провівши експеримент визначила показник заломлення скла відносно повітря.

Значення показника не залежить від кута падіння світла. Похибка експерименту пояснюється неможливість точно виміряти кут заломлення.