Файл: Лабораторная работа 1 изучение линз и оптических систем Подготовил студент 2 курса 5 группы.docx

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

факультет радиофизики и компьютерных технологий

Лабораторная работа № 1

«ИЗУЧЕНИЕ ЛИНЗ И ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ»

Подготовил:

студент 2 курса 5 группы

Филиппович Владислав Юрьевич

Преподаватель:

Безруков Владимир Александрович

Аудитория № 520

БГУ, 2023

Цель работы: 1. Изучение методов расчета центрированных оптических систем, измерение их фокусных расстояний.

2. Определение положений главных и фокальных плоскостей.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФОКУСНОГО РАССТОЯНИЯ

ТОНКОЙ ПОЛОЖИТЕЛЬНОЙ ЛИНЗЫ

Рис.1 Построение изображений и перемещение их в зависимости от перемещения предмета для положительной тонкой линзы

Способ 1:

= 13.6см.

= 56,4см.

f=10.957см.
где - расстояние от линзы до предмета,

- расстояние от линзы до изображения,

f – фокусное расстояние тонкой положительной линзы.
Таблица 1

№	a1, cм	a2, cм	f, cм
1	18	28,5	11,03
2	12,5	69,5	10,59
3	21	23,5	11,09
4	24	20,3	11
5	27	19	11,15
6	30	18	11,25
7	33	17	11,22

---

Полученные результаты представим графически в виде зависимости:

или , где



Более точное значение фокусного расстояния можно получить, если параметры линейной зависимости, в частности , рассчитать по методу наименьших квадратов.
β₀ = 0,1056 cм^-1;

f = 9,47 см;
Способ 2:

, где

L - расстояние между предметом и экраном, l - расстояние между двумя положениями линзы.

;


L= 70 cм;

l=42.1 см;

f = 11,16 см.
Способ 3:

При помощи зрительной трубы определяем:

f = 11 см.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФОКУСНОГО РАССТОЯНИЯ

ТОНКОЙ ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ ЛИНЗЫ

Способ 1:



- ;

;

a₁ = 26.3 см;

а₂ = 36.6 см;

f = -15.303 см.
Способ 2:

С помощью зрительной трубы определяем:

f = -15 см.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФОКУСНОГО РАССТОЯНИЯ И ПОЛОЖЕНИЯ

ГЛАВНЫХ ПЛОСКОСТЕЙ СЛОЖНОЙ ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ


Способ 1:

y – линейный размер предмета.

y = 1 см;

Изображение предмета имеет размер y₁. Линейное увеличение V₁ равно:

.

Если теперь передвинуть предмет в положение x₂, то линейное увеличение V₂окажется равным

;

,

где

---

 перемещение предмета.

y₁ = 0,5 см;

y₂ = 2,2 см;

Δ = 48.01-22.4=25.61 см;

f = = 17.07 (см).
Способ 2:

Для нахождения главных плоскостей системы недостаточно знать фокусное расстояние, нужно определить еще положение главных фокусов. Для этого применяют зрительную трубу, настроенную на бесконечность. Перемещают линзу относительно предмета до тех пор, пока в зрительную трубу не увидят четкого изображения предмета. Положение предмета в этом случае соответствует положению одного из фокусов системы, которое фиксируется на шкале по отношению к указателю рейтера линзы. Расположив предмет с другой стороны (или повернув линзу), определяют аналогично положение второго фокуса относительно второй поверхности системы.

F₁ = 19.7 см;

F₂ = 16 см.

Положение главных плоскостей системы находят, отложив от главных фокусов отрезки, равные фокусному расстоянию.

Толщина линзы = 3 см.

Главные плоскости H1 и H2

H1=17.07-16=1.07

H2=17.07-19.7=-2.63



Вывод: в ходе лабораторной работы определили фокусное расстояние тонкой положительной линзы (f =10,957см;11,16см;11см), тонкой отрицательной линзы (f = -15,303см;-15см) и сложной оптической системы (F = 16см;19.7см) разными способами, а также сделали построение главных плоскостей сложной оптической системы.

---