WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 |

5. Создайте две линзы (собирающую и рассеивающую) с любым фокусным расстоянием и докажите с помощью эксперимента, что формула тонкой линзы справедлива для всех случаев.

Собирающая линза:

F=; d=_; f=.

Доказательство:

Рассеивающая линза:

F=; d=_; f=.

Доказательство:

6. Создайте на экране две рассеивающие линзы с фокусными расстояниями F1 и F2.

Поместите предмет в фокальную плоскость линзы. Каким будет при этом линейное увеличение Г Вариант 1: F1=-4; F2=-2.5;

Вариант 2: F1=-4.5; F2=-6;

Вариант 3: F1=-3.5; F2=-5;

Г1=_ Г2=_ Ваш вывод:

Изображение при этом будет:

действительное o мнимое o Работа 4.Оптический конструктор.

ФИО_ Класс Вариант _ 1. Запустив программу, выберите раздел "Оптика" демонстрацию "Оптический конструктор".

2. В данной демонстрации мы можем наблюдать построение изображения предмета в оптической системе, состоящей из двух линз. Изображение объекта, даваемое первой линзой, служит предметом для второй линзы, которая строит второе изображение превоначального объекта. В окне "Источник" можно выбрать тип предмета: близкий "Объект" (тогда предмет будет обозначаться на экране красной звездочкой S), либо предмет, находящийся в бесконечности - "Бесконечн.". Мы можем перемещать первую линзу относительно всей системы. Для этого достаточно только нажать мышкой в то место на чертеже, куда мы хотим ее поместить. В окне "Линзы" можно с помощью соответствующих движков менять оптическую силу каждой линзы. Обратите внимание на то, что доступны как положительные, так и отрицательные значения D, что позволяет создавать как собирающие, так и рассеивающие линзы. В окне данные приводятся численные характеристики как каждой линзы в отдельности, так и всей системы в целом (расстояние между линзами l и общее линейное увеличение системы Г, равное произведению линейных увеличений обеих линз). Если предмет находится в бесконечности, то линейное увеличение линз теряет свой смысл и не отображается на экране.

3. У вас на руках имеется линза для объектива с оптической силой D1 и окуляр, в котором стоит сила с оптической силой D2. Какой длины нужно сделать трубу телескопа (ход лучей должен быть телескопическим) Какое он будет давать увеличение Вариант 1: D1=14 дптр; D2=40 дптр.

Вариант 2: D1=16 дптр; D2=28 дптр.

Вариант 3: D1=16 дптр; D2=38 дптр.

Длина трубы l=_.

Телескоп будет увеличивать примерно в раза.

Работа 4.Сферическое зеркало.

ФИО_ Класс Вариант _ 1. Запустив программу, выберите раздел "Оптика" демонстрацию "Сферическое зеркало".

2. В данном эксперименте вы можете наблюдать за построением изображения h2 предмета hв выпуклом и вогнутом сферическом зеркале. Тип источника (объект или бесконечность) можно выбрать в окне "Источник". В окне "Радиус" с помощью движка вы можете изменять радиус кривизны зеркала от отрицательного (выпуклое) до положительного (вогнутое) значения. Мы можем перемещать предмет h1 по горизонтальной оси. Для этого достаточно лишь надо кликнуть мышью в том месте чертежа, куда нужно переместить объект. В правом нижнем углу постоянно отображаются текущие оптические параметры системы.

3. Проставьте знаки неравенства (больше-меньше):

Для вогнутого зеркала F0.

Для выпуклого зеркала F0.

В обоих случаях |F|=/ 4. Создайте вогнутое сферическое зеркало с оптической силой D. Найдите линейное увеличение для двух предметов, находящихся на расстоянии d1 и d2 от зеркала.

Вариант 1: D=20 дптр; d1=10 см; d2=3 см;

Вариант 2: D=22 дптр; d1=8 см; d2=2 см;

Вариант 3: D=19 дптр; d1=10 см; d2=2.5 см;

Расчетная формула для определения радиуса кривизны зеркала:

R=_; R-1=.

Г1=; Г2=_.

5. Создайте такое выпуклое зеркало, чтобы предмет, находящийся на расстоянии d от него выглядел бы в два раза меньше.

Вариант 1: d=4.5 см.

Вариант 2: d=8.5 см.

Вариант 3: d=6.5 см.

По условию задачи линейное увеличение должно быть равно Г=.

Тогда по результатам эксперимента радиус кривизны зеркала должен составлять R-1 =; R=.

6. Требуется создать телескоп со сферическим зеркалом. Какой должен быть радиус кривизны зеркала, если наблюдательный окуляр находится от центра зеркала на расстоянии l метров. Для проведения эксперимента введем масштаб компьютерной модели 1см=1м.

Вариант 1: l=9 м Вариант 2: l=20 м Вариант 3: l=34 м Ваш ответ: R-1 =; R=.

Работа 4.Глаз как оптический прибор.

ФИО_ Класс Вариант _ 1. Запустив программу, выберите раздел "Оптика" демонстрацию "Глаз как оптический инструмент".

2. В данном эксперименте мы можем наблюдать ход лучей в глазе и положение изображения относительно сетчатки в зависимости от положения объекта. Для того чтобы изменить положение объекта относительно глаза наблюдателя достаточно щелкнуть мышкой в то место на горизонтальной оси, куда мы хотим переместить наблюдаемый объект. В окне "Глаз" можно выбрать тип глаза наблюдателя: близорукий, нормальный или дальнозоркий.

В окне "Аккомодация" можно выбрать тип аккомодации глаза наблюдателя: глаз аккомодирован на расстояние наилучшего зрения, глаз аккомодирован на дальнюю точку или глаз автоматически изменяет в орпеделенных пределах свою оптическую силу, чтобы изображение предмета все время оставалось на сетчатке, независимо от положения предмета. Флажок "Надеть очки" в окне "Очки" позволяет поместить перед глазом наблюдателя линзу очков. Ее оптическую силу можно изменять с помощью движка, находящегося в том же окне. Обратите внимание на то, что при коррекции зрения с помощью очков может оказаться, что понадобятся различные очки для дальнего зрения и для чтения.



3. Проставьте знаки неравенства (больше, меньше):

Для близорукого глаза нужны линзы с D_0.

Для дальнозоркого глаза нужны линзы с D_0.

4. Подберите очки для близорукого глаза. Обратите внимание на то, что точка аккомодации близорукого глаза находится на конечном расстоянии.

Для чтения D=_ Для наблюдения далеких предметов D= 5. Подберите очки для дальнозоркого глаза.

Для чтения D=_ Для наблюдения далеких предметов D= Работа 4.Дифракция в фокусе линзы.

ФИО_ Класс Вариант _ 1. Запустив программу, выберите раздел "Оптика" демонстрацию "Дифракция в фокусе линзы".

2. Вследствие дифракции изображения точечных объектов оказываются размытыми.

Волновая природа света делает невозможным получить точечное изображение. В данном эксперименте вы можете наблюдать изображение удаленного точечного источника в фокусе линзы, размытое вследствии дифракции света на входном отверстии линзы. На левой картинке схематически изображен ход световых лучей. На центральной картинке изображается многократно увеличенное дифракционное изображение на фокальной плоскости, полученное в ходе опыта. На правом изображении схематически построен график зависимости интенсивности дифракционного пятна от расстояния от центра фокальной плоскости. Особо выделен радиус центрального пятна, формула для расчета которого приведена в окне "Дифр. пятно" Там же приведено его текущее численное значение. В соответствующих окнах можно делать выбор между двумя значениями фокусного расстояния линзы F ("Фокус"), диаметра отверстия D ("Диаметр"). В окне "Свет" можно выбрать длину световой волны света (между двумя значениями).

3. Путем изменения длины световой волны (с голубой на красную и обратно) установите как изменяется при этом размер центрального дифракционного пятна в фокальной плоскости.

При увеличении длины световой волны диаметр центрального дифракционного пятна 4. Диафрагмируйте линзу, путем уменьшения диаметра D. При этом диаметр центрального дифракционного пятна 5. Проверим справедливость формулы для радиуса центрального дифракционного пятна.

Вариант 1: F=12 см; D=6 см.

Вариант 2: F=6 cм; D=6 см.

Вариант 3: F=6 cм; D=3 см.

Для красного света:

Расчет:

Рассчетное значение Экспериментальное значение _ Для голубого света:

Расчет:

Рассчетное значение Экспериментальное значение _ Работа 4.Зоны Френеля.

ФИО_ Класс Вариант _ 1. Запустив программу, выберите раздел "Оптика" демонстрацию "Зоны Френеля".

2. Принципа Гюйгенса-Френеля позволяет расчитывать дифракционные картины от различных препятствий. В данном случае рассматривается дифракция на круглом отверстии. Точечный источник света и точка наблюдения находятся на одной оси системы, волновой фронт разбивается на колцевые зоны Френеля. Площади зон Френеля одинаковы, поэтому амплитуды колебаний вторичных волн в точке наблюдения от каждой зоны одинаковы. Левый рисунок показывает схематическое изображение хода света, зонной пластинки и экрана для наблюдения зон Френеля. Конструировать пластинку можно внесением изменений в окне "Зоны Френеля". Пластинка будет пропускать те зоны, на которых в данный момент проставлены флажки. Схематичное изображение пластинки изображается в левом нижнем углу рабочего экрана. На центральном рисунке изображены получаемая от данной пластинки дифракционная картина. На правом рисунке приводится графическая зависимость интенсивности света на картине по мере удаления от центральной оси. Если проставить в окне "График" флажок, то график будет масштабироваться по горизонтальной оси. В окне "Параметры" указаны текущие физические параметры системы.

3. Наблюдайте дифракционные картины от круглого отверстия, открывающего целое число зон Френеля, постепенно увеличивая число пропускаемых зон от одной до пяти.

Зафиксируйте интенсивность света в центре экрана I(0) в зависимости от I0- интенсивности падающего на экран света.

Зон одна две три четыре пять I(0) Ваш вывод:

При дифракции света с четным числом зон Френеля в центре картины наблюдается _ пятно. I(0)=_ IПри дифракции света с нечетным числом зон Френеля в центре картины наблюдается _ пятно. I(0)=_ I4. Наблюдайте дифракционные картины от круглого диска, захватывающего целое число зон Френеля. Для этого уберите все флажки в окне "Зоны Френеля", затем проставьте флажок "остальные зоны" и постепенно уменьшайте диаметр диска, проставляя флажки от 6-озоны и ниже.

Пятно Пуассона наблюдается:

при любом m o при четных m o при нечетных m o Интенсивность света в пятне Пуассона всегда равна I(0)=_ I0.

5. Создайте зонную пластинку с открытыми четными (2, 4, 6) и нечетными (1, 3, 5) зонами.

Убедитесь в том, что зонная пластинка способна фокусировать свет. Выведите формулу для интенсивности света в фокусе зонной пластинки, содержащей m четных (или нечетных) зон в зависимсоти от интенсивности падающего света.

I=I0(m) Работа 4.Интерференция.

ФИО_ Класс Вариант _ 1. Запустив программу, выберите раздел "Оптика" демонстрацию "Интерференция".

2. В данном эксперименте нам предоставляется возможность ознакомиться с интерференционным опытом Юнга. На левом рисунке представленна схематическая схема опыта. С помощью первого экрана из светового потока формируется точечный источник света. Затем свет проходит через две близкорасположенные щели. Световые пучки, расширяясь вследствии дифракции, падают на белый экран. В области перекрытия световых пучков наблюдаются интерфереционные полосы. Их можно наблюдать визуально на правой картинке. С помощью изображенной линейки можно измерять ширину этих полос. На этой же картинке изображен график распределения интенсивности света. В окне "Длина волны" вы можете изменять длину волны света, в окне "Расстояние" - расстояние d между щелями. В отдельном окошечке приведена формула для расчета ширины наблюдаемых интерефереционных полос l. Она так же обозначена стрелками на графике.





3. Путем изменения длины волны и расстояния между щелями d найдите положение, при котором ширина интерференционных полос будет максимально возможной в данном эксперименте. Вычислите длину l по приведенной формуле и сравните ее со значением l по шкале на графике.

d=_ Это _ (min/max) возможное значение в данном эксперименте.

=_ Это _ (min/max) возможное значение в данном эксперименте.

l расчетное = _ l экспериментальное = 4. При увеличении длины волны, ширина полос.

При увеличении расстояния между щелями, ширина полос _.

Работа 4.Дифракционная решетка.

ФИО_ Класс Вариант _ 1. Запустив программу, выберите раздел "Оптика" демонстрацию "Дифракционная решетка как спектральный прибор".

2. В данном эксперименте нам предоставляется возможность изучать распределение интенсивности в дифракционной картине, полученной от решетки с различным числом щелей. На левой большой картинке изображается схема опыта: дифракционная решетка, на которую нормально падает световой поток, собирающая линза и ход световых лучей, образующих различные дифракционные порядки, фокальная плоскость. В центре на черном фоне строится график интенсивности света в различных участках фокальной плоскости. Правее приведена формула решетки с необходимыми графическими пояснениями. В окне "N штрихов" мы можем выбирать число щелей дифракционной решетки, путем выбора количества нанесенных на нее штрихов. В окне "Период" с помощью движка можно менять преиод решетки d, а в окне "Порядок" - порядок спектра m.

Опыт с дифракционной решеткой может проводиться в двух режимах. В монохромном режиме на решетку падает свет определенной длины волны, которая выбирается в окне "Длина волны". Во втором режиме на решетку падает свет, состоящий из двух спектральных линий. В этом режиме мы можем убедиться, что дифракционная решетка позволяет разделть (разрешить) спектральные линии. Выбор между двумя режимами осуществляется в окне "Свет".

3. С помощью эксперимента заполните таблицу символами :

"+1" - прямо зависит "+2" - обратно зависит "-" - не зависит.

от длины волны от порядка от периода от числа спектра решетки штрихов решетки Положение максимумов кроме _ Ширина максимумов 4. Осветите решетку с N=100 светом, содержащим две спектральные линии.

С увиличением порядка спектра m, расстояние между изображениями спектральных линий увеличивается o уменьшается o остается неизменным o Работа 4.Определение скорости света.

ФИО_ Класс Вариант _ 1. Запустив программу, выберите раздел "Оптика" демонстрацию "Скорость света. Опыт Майкельсона".

2. В данной работе мы с вами выполним опыт по измерению скорости света по методу ФизоМайкельсона. В этом опыте измеряется время распространения короткого светового импульса вдоль трассы известной длины. Луч света падает на вращающееся с определенной скоростью восьмигранное зеркало, откуда падает на пластину с тонкой щелью. Благодаря этой щели формируются короткие световые импульсы, которые пролетая расстояние L=35.4 км отражаются от двух зеркал, установленных под прямым углом друг к другу, и возвращаются на восьмигранное зеркало. При определенной скорости вращения восьмигранника, луч отразится и попадет в окуляр наблюдателя. Тогда по приведенным в окне "Параметры" формулам мы сможем однозначно рассчитать скорость луча света. Менять частоту вращения восьмигранного зеркала можно с помощью движка в окне "Частота вращения". Обратите внимание на то, что в рассмотренном опыте значительные ошибки вносит неоднородность показателя преломления вдоль трассы.

3. Выполните компьютерный эксперимент - аналог опыта Майкельсона. Для этого подберите частоту вращения восьмигранного зеркала, так, чтобы луч попал в окуляр и достиг глаза наблюдателя.

Частота вращения зеркала = _ 4. По полученной частоте вращения зеркала рассчитайте скорость света.

Расчет Скорость света равна _ 5. Сравните полученный результат с результатом Майкельсона.

Полученный результат _ Результат Майкельсона Работа 4.Поляризация света.

ФИО_ Класс Вариант _ 1. Запустив программу, выберите раздел "Оптика" демонстрацию "Поляризация света".

2. В данной демонстрации мы можем изучать явление поляризации света с помощью оптической системы, состоящей из источника света (лампочки), двух поляризаторов и экрана. В окне "Свет" мы можем выбирать светофильтры, которые могут быть вставленны между лампочкой и первым поляризатором: красный, синий или белый (нет фильтра). Для того, чтобы изменить ориентацию разрешенных направлений поляризатора, нужно навести на него курсор, нажать на левую клавишу мышки и, не отпуская ее, повернуть поляризатор в нужное положение. За положением поляризатора можно судить по отклонению пунктирного радиуса от его начального вертикального положения. Кроме того, на втором поляризаторе отображается угол между разрешенными направлениями первого и второго поляризаторов. В окне параметры отражаются значения угла и интенсивности прошедшего света, падающего на наблюдательную пластинку.

3. Установите экспериментально чему будет равна интенсивность падающего на экран света, если поляризаторы будут скрещены под прямым углом.

Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.