Файл: Екі диэлектрлік орталарды шекарасындаы шаылу жне сыну задарын зерттеу.doc

(2)

2 сурет.

Жинақтауыш линзадағы кескінді тұрғызу.

3 сурет.

Шашыратқыш линзадағы кескінді тұрғызу.
2. Жұмыстың орындалу реті

2.1. Оптикалық орындыққа 4 суретте көрсетілген оптикалық сұлбаны жинаңыздар:


4 сурет.

1 – жұқа шыны линза, 2 – жарық көздерін бекітетін штатив, 3- бірдей қашықтықта орналасқан жіңішке тесіктері бар ауыспалы маска болатын сәулелерді қалыптастыратын штатив, 4 - өлшеуіш сызғыш, 5 – сызғышы бар визир, 6 - шыны қалпақ (сәулелердің трассасын көру үшін 6а штуцер арқылы аэрозоль шашырытқыш қоспасын калпактың ішіне кіргізеді).
2.2. Маустың оң кнопкасын басып бекіткішетн линзаның түрін таңдаңыздар және пультағы “пуск” кнопкасымен жұмысты бастаңыз.

2.3. 1 бекіткіште қызыл светодиодты қосыңыз және бекіткішті линзадан жуықтап 30 см тең қашықтықта орналастырыңыз.

2.4. Сәулелерді қалыптастырушыны (масканы) линза мен жарық көздерінің бекіткішінің ортасына орналастырыңыз.

2.5. Горизонтал жазықтықта линзадан светодиодқа дейінгі және линзадан кескіндер кеңістігіндегі барлық сәулелердің қиылысқан нүктесіне дейінгі қашықтықтарды өлшеңіздер. Алынған нәтижелерді №1 кестеге жазыңыздар.

№	Линзадан светодиодқа дейінгі қашықтық а (теріс)	Линзадан сәулердің қиылысқан нүктесіне дейінгі қашықтық a'
1
2
3
4
5
	орташа мәні		f’ =

2.6. Бекіткішті линзаға әр өлшеу сайын жақындатып 2.5. п. 3-4 рет қайталаңыздар. Бекіткішті линзаға кескін кеңістігіндегі сәулелердің қиылысатын нүктесі өлшеу аумағынан шығып кеткенге дейін жақындатуға болады.

---

2.7. Өлшеулер нәтижелері бойынша линзаның фокустық қашықтығының орташа мәнін есептеңіздер.2.8. 2 светодиодты қосып жарық көздерінің арасындағы В₁ қашықтығын өлшеңіздер.2.9. Светодиодтардың бекіткішін 2.7. п. анықтаған фокустық қашықтықтан жақын орналастырыңыз (сәулелерді қалыптастырғышты линзамен көздің арасына қойыныз).2.10. Светодиод кескіндерінің түрін (шын немесе жалған) және орналасу орнын анықтаңыздар.2.11. Әр светодиод кескіндерінің арасындағы қашықтықты В₂ өлшеп, үлкейту коэффициентін анықтаңыздар және нәтижені № 2 кестеге жазыңыздар.

№	Расстояние от линзы до светодиодов а (отрицательное)	Расстояние от линзы до пересечения лучей a'			=(К'ув - Кув)/ Кув
1
2

2.12. Линзадан бекіткішке дейінгі және линзадан кескінге дейінгі қашықтықтарды өлшеп (2) формула бойынша үлкейту коэффициентін есептеңіздер.2.13. Оптикалық жүйенің үлекйту коэффициентін анықтаудың салыстырмалы қателігін есептеңіздер.2.14. Светодиодтардың бекіткішін 2.7. п. анықтаған фокустық қашықтықтан алыс орналастырыңыз (сәулелерді қалыптастырғышты линзамен көздің арасына қойыныз).2.15. Светодиод кескіндерінің түрін (шын немесе жалған) және орналасу орнын анықтаңыздар.2.16. Әр светодиод кескіндерінің арасындағы қашықтықты В₂ өлшеп, үлкейту коэффициентін анықтаңыздар және нәтижені № 2 кестеге жазыңыздар.3. Бақылау сұрақтары3.1. Светодиод бекіткіші оң линзаның фокустық қашықтығында орналасқан болса жуйенің үлкейтуі қандай болады?3.2. Светодиод бекіткіші теріс линзаның фокустық қашықтығында орналасқан болса жуйенің үлкейтуі қандай болады?3.3. Теріс линза затты үлкейте алады ма? № 5 лабораториялық жұмыс

---

Жұқа линзаның фокустық қашықтығын анықтау

Жұмыстың мақсаты: сфералық линзалардың параметрлерін анықтау әдістерін үйрену.1. Қысқаша теориялық мәліметтерЛинза деп екі сфералық бетпен шектелген мөлдір денені атайды. Егер линзаның қалыңдығы оның сфералық беттерінің қисықтық радиустарынан анағұрлым аз болса онда ол жұқа линза деп аталады. Оптикалық құралдар барлығының құрамында линзалар болады. Линзалар жинақтауыш және шашыратқыш деп бөлінеді. Жинақтауыш линзаның орта жағы шеттерімен салыстырғанда қалың болады, ал шашыратқыш линзаларда керісінше, орта жағы жіңішке болады.Линзаның бас оптикалық осіне параллель түсетін жарық шоғы линзадан шыққан сәулелер (немесе олардың жалғастары) линзаның F бас фокусы деп аталатын нүктеден өтеді. Жұқа линзаның бас оптикалық осьте симметриялы орналасқан екі бас фокусы болады. Қосымша оптикалық оське параллель түсетін сәулелер линзадан шыққанда қосымша оптикалық осьтің Ф фокалдық жазықтықпен қиылысатын F´ нүктесінде фокусталады. Фокалдық жазықтық бас оптикалық оське перпендикуляр бас фокустан өтеді (1 сурет). Линзаның О оптикалық центрі мен F бас фокусының арасындағы қашықтық фокустық қашықтық деп аталады. Оны f´ деп белгілейді. Жинақтауыш линза үшін фокустық қашықтық сәулелер жолымен линзаның арғы жағында орналасады және оның таңбасы оң болады. Шашыратқыш линза үшін окустық қашықтық сәулелер жолына қарама-қарсы линзаның бергі жағында орналасады және таңбасы теріс болады.1 сурет.Параллель жарық шоғының жинақтаыуш (а) және шашыратқыш (b) линзалардағы сынуы. О₁ және О₂ нүктелері – сфералық беттердің центрлері, О₁ О₂ – бас оптикалық ось, О –оптикалық центр,F – бас фокус, F´ - қосымша фокус, О F´- қосымша оптикалық ось, Ф – фокалдық жазықтық Линзаның D оптикалық күші сфералық беттерінің қисықтық радиустеріне және линза жасалған материал сыну көрсеткішіне тәуелді болады. Оптика курсында келесі формула дәлелденеді: (1)Қисықтық радиустарының R₁ мен R₂ таңбалары ол радиустың қисықтық центрі қай жерде орналасқанына тәуелді болады. Егер қисықтық центр сәулелер жолымен линзаның арғы жағында орналасқан болса, онда радиус оң болады, кері жағдайда теріс болады. Бірінші радиус болып жарық сәулелерінің бірінші қиылысатын радиусы саналады. Көптеген оптикалық құралдарда жарық тізбектей орналасқан екі немесе бірнеше линзалардан өтеді. Бірінші линзаның беретін кескіні екінші линза үшін зат (шын немесе жалған) болып табылады. Ал екінші линза заттың екінші кескінін тұрғызады. Бұл екінші кескінде шын немесе жалған болуы мүмкін. Екі жұқа линзадан тұратын оптикалық жүйені есептеу үшін линза формуласын екі рет қолдану қажет, бұл жерде бірінші кескінен екінші линзаға дейінгі

---

а₂қашықтық l – f₁ шамасына тең болады, бұл жердегі l- линзалардың арасындағы қашықтық. Екі линзадан тұратын жүйенің жалпы сызықтық үлкейтуі К екі линзаның үлкейтулерінің көбейтіндісіне тең болады: К = К₁ · К₂. Егер зат немесе оның кескіні шексіздікте орналасатын болса, онда сызықтық үлкейту шамасының мағынасы болмайды. Кескінің орналасуы мен оның сипаттамасын геометриялық тұрғызу көмегімен анықтауға болады. Ол үшін жолдары белгілі стандарт сәулелерді қолданады. Ол оптикалық центрден немесе линзаның бір фокусынан және бас немесе қосымша оптикалық осьтердің бірінен өтетін сәулелерді қолданады. Осындай тұрғызулардың мысалдары 2 және 3 суреттерде көрсетілген.2 сурет. Жинақтауыш линзадағы кескінді тұрғызу.3 сурет. Шашыратқыш линзадағы кескінді тұрғызу.2 және 3 суреттердегі кескіндерді тұрғызу үшін қолданған стандарт сәулелердің кейбіреулері линзадан өтпейді. Бұл сәулелер кескінің пайда болуына нақты қатыспайды , бірақ тұрғызу үшін қолдануы мүмкін. 1 формулаға жарықтың толқын ұзындығына тәуелді сыну көрсеткіші кіретін болғандықтан толқын ұзындықтары әртүрлі сәулелерді линза әртүрлі сындырады. Түстері әртүрлі сәулелер үшін фокустық қашықтықтар әртүрлі болады және заттардың түрлі түсті кескінің алғанда қателіктер пайда болады. Бұл қателіктер хроматикалық абберациялар деп аталады.2. Жұмыстың орындалу реті2.1. Оптикалық орындыққа 4 суретте көрсетілген оптикалық сұлбаны жинаңыздар:4 сурет.1 – жұқа шыны линза, 2 – жарық көздерін бекітетін штатив, 3- бірдей қашықтықта орналасқан жіңішке тесіктері бар ауыспалы маска болатын сәулелерді қалыптастыратын штатив, 4 - өлшеуіш сызғыш, 5 – сызғышы бар визир.2.2. Маустың оң кнопкасын басып бекіткішетн линзаның түрін таңдаңыздар және пульттағы “пуск” кнопкасымен жұмысты бастаңыз.2.3. Бекіткіштегі екі светодиодты қосыңыз және оларды жуықтап 1 см тең қашықтықта орналастырыңыз.2.4. Сәулелерді қалыптастырушыны (масканы) линза мен жарық көздерінің бекіткішінің ортасына орналастырыңыз.2.5. Әр светодиодтың бір сәулесі болсада сәулелерді қалыптастырушыдан шыққан кезде горизонтал жазықтыққа перпендикуляр болғанша 2 бекіткіштің жазықтығында әр қосылған светодиодты жылжыту керек. Екі светодиодтан осындай екі сәуле қалыптасу керек.

---

2.6. Осы екі сәуленің линзаның оң жағындағы кеңістіктегі траекториясын байқаңыздар және линзадан осы сәулелердің қиылысқан нүктесіне дейінгі қашықтықты өлшеңіздер. Нәтижені № 1 кестеге жазыңыздар.

№	Жоғарғы свето-диодтың орны	Төменгі светодиод-тың орны	Линзадан сәулелердің қиылысуына дейінгі қашықтық (фокустық қашықтық – f')
1
2
3
4
5
	орташа мәні

2.7. Светодиодтар мен масканың үш түрлі орналасулары үшін тәжірибені (2.5 – 2.6 п.) қайталаңыздар. “Артқы” фокустық қашықтықтың орташа мәнін есептеңіздер. 2.8. Сәулелердің қалыптастырғышын линзаға жақындатыңыздар.2.9. Әр светодиодтың бір сәулесі болсада сәулелерді қалыптастырушыдан шыққан кезде горизонтал жазықтыққа перпендикуляр болғанша 2 бекіткіштің жазықтығында әр қосылған светодиодты жылжыту керек. Екі светодиодтан осындай екі сәуле қалыптасу керек.2.10. Линза мен қалыптастырғыш арасындағы кеңістікте осы сәулелердің жолын байқаңыздар және қиылысу нүктесінен линзаға дейінгі қашықтықты өлшеңіздер. Нәтижені № 2 кестеге жазыңыздар.

№	Жоғарғы свето-диодтың орны	Төменгі светодиод-тың орны	Линзадан сәулелердің қиылысуына дейінгі қашықтық (фокустық қашықтық – f)
1
2
3
4
5
	орташа мәні

---