Собирающая линза прямое изображение. Изучение свойств изображений, получаемых с помощью собирающей линзы

Оборудование для проведения лабораторной работы

1 - метровая линейка

2 - линза на подставке

3 - белый матовый экран

4 - источник света

Цель работы - определить фокусное расстояние линзы, построить изображения источника света, полученные при помощи линзы.

Для получения фокусного расстояния необходимо расположить источник света как можно дальше от линзы, экран расположить таким образом, чтобы было удобно отсчитывать расстояния (рис. 1).

Рис. 1. Схема размещения оборудования для опыта 1

Экран будем перемещать до получения четкого и ясного изображения.

Необходимо включить свет, взять экран и приближать его к линзе. Мы должны получить светящуюся, очень яркую точку. Это и есть изображение, полученное в фокусе линзы. Расстояние между линзой и экраном - это фокусное расстояние данной линзы. Оно приблизительно соответствует 15 сантиметрам.

Второй опыт. Получение изображения, когда источник света находится между фокусом и двойным фокусом.

Источник света будем располагать между фокусом и двойным фокусом линзы. Располагая таким образом источник света, мы получим на экране увеличенное перевернутое изображение источника света (рис. 2).

Рис. 2. Источник света и его изображения, опыт 2

Третий опыт. Получение изображения, когда источник света находится за двойным фокусом (рис. 3).

Рис. 3. Источник света и его изображение, опыт 3

Источник света расположим за двойным фокусом. Приближая экран к линзе, получаем четкое изображение источника света. Это изображение уменьшенное и перевернутое.

Результаты работы сведем в таблицу 1.

Таблица 1. Результаты лабораторной работы

F (м) - фокусное расстояние, измеряется в метрах.

d (м) - расстояние между предметом и линзой, измеряется в метрах.

В выводе по результатам лабораторной работы, необходимо отметить, как изменяется изображение в зависимости от того, где расположен источник света.

Вывод

Вы получили практические навыки определения фокусного расстояния линзы, а также построения изображений, получаемых при помощи линзы.

Список литературы

1. Генденштейн Л.Э, Кайдалов А.Б., Кожевников В.Б. /Под ред. Орлова В.А., Ройзена И.И. Физика 8. - М.: Мнемозина.
2. Перышкин А.В. Физика 8. - М.: Дрофа, 2010.
3. Фадеева А.А., Засов А.В., Киселев Д.Ф. Физика 8. - М.: Просвещение.

1. Tepka.ru ().
2. Tak-to-ent.net ().
3. Fizika.in ().

Домашнее задание

Задание 1. Постройте изображение предмета, расположенного от собирающей линзы на расстоянии и .

Задание 2.На каком расстоянии от собирающей линзы нужно расположить предмет, чтобы получить изображение:

а) уменьшенное

б) равное предмету

в) увеличенное (прямое и перевернутое).

Задание 3. Может ли двояковыпуклая линза дать действительное изображение предмета?

1. На рисунке изображены стеклянные линзы. Какие из них являются собирающими?

А. а, б. Б. а, б, в. В. а, в. Г. б, г.

2. Что стоит на пути пучка лучей АВС, проходящих в воздухе?

А. Собирающая линза.

Б. Рассеивающая линза.

С. Плоскопараллельная стеклянная пластинка.

3. Для построения изображения точки А с помощью собирающей линзы удобно использовать следующие лучи:

А. Только АБ, АF.

Б. Только АВ, АF.

В. Только АБ, АО, АF.

4. Найдите оптическую силу рассеивающей линзы с фокусным расстоянием 20 см.

A. 0,05 дптр. Б. –5 дптр. В. 5 дптр.

5. С помощью собирающей линзы получили изображение светящейся точки. Чему равно фокусное расстояние линзы, если d =0,5 м, f =1 м?

А. 0,33 м. Б. 0,5 м. В. 1,5 м. Г. 3 м.

6. По условию предыдущей задачи определите, чему равно увеличение линзы.

А. 0,33. Б. 0,5. В. 1,5. Г. 2.

На рисунке представлен ход лучей света через линзу, MN – главная оптическая ось линзы.

7. Какая из точек, отмеченная на рисунке, является оптическим центром линзы?

8. Какая из точек, отмеченная на рисунке, является главным фокусом линзы?

А. 1. Б. 2. В. 3. Г. 4. Д. 5.

9. На рисунке показано положение главной оптической оси линзы, ее главных фокусов и предмета MN. Какое изображение предмета получится?

А. Действительное, уменьшенное. Б. Действительное, увеличенное. В. Мнимое, уменьшенное. Г. Мнимое, увеличенное. Д. Изображения не будет.

10. На каком расстоянии обычно помещается предмет по отношению к линзе-объективу с фокусным расстоянием F в фотоаппарате?

А. L >2F . Б. F <L <2F . В. L »F . Г. L <F .

Муниципальное общеобразовательное бюджетное учреждение

Средняя общеобразовательная школа № 13 г. Сочи

Изучение свойств изображений, получаемых с помощью собирающей линзы

ученица 10А класса МОБУ СОШ № 13 г. Сочи

Руководитель:

учитель физики МОБУ СОШ № 13 г. Сочи

г. Сочи, 2012

0 " style="border-collapse:collapse">

Введение

Глава 1. Теоретические основы оптических линз

1.1 Понятие и виды линз

1.2 Основные понятия, используемые для описания хода лучей через линзы

1.3 Применение линз

2.1 Методика проведения исследования

2.2 Результаты исследования

Заключение

Литература

Введение

«В жизни нет ничего лучше собственного опыта».

Вальтер Скотт

В повседневной жизни мы часто сталкиваемся с линзами, например, когда пользуемся очками или контактными линзами, лупой, биноклем, телескопом, микроскопом или фотоаппаратом.

Поэтому возникает проблема, какими бывают линзы и какие изображения можно получить с их помощью?

Недостаточность знаний по этому вопросу и желание изучить свойства изображений, даваемых линзами, обусловили выбор темы исследования «Изучение свойств изображений, получаемых с помощью собирающей линзы».

Объектом исследования является собирающая линза.

В качестве предмета исследования выступают изображения, получаемые с помощью собирающей линзы.

Целью исследования является получение изображений с помощью собирающей линзы и изучение их свойств.

Для достижения этой цели решались следующие задачи :

· подбор литературы по проблеме;

· изучение, анализ, обобщение литературы по проблеме;

· получение изображений с помощью собирающей линзы и изучение их свойств;

· анализ полученных результатов.

Гипотеза исследования: собирающая линза даёт мнимое и действительное изображения.

В ходе работы использовались следующие методы исследования:

· Теоретические (изучение, анализ, обобщение литературы).

· Эмпирические (наблюдения, беседы, измерения).

· Интерпретационные (количественная и качественная обработка результатов).

Новизной работы является постановка простейших опытов, позволяющих изучить свойства изображений, получаемых с помощью собирающей линзы.

Практическая значимость работы состоит в том, что использование поставленных опытов, позволяет рассмотреть вопрос о свойствах изображений, получаемых с помощью собирающей линзы, более наглядно.

Структура работы : работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы и содержит 2 таблицы, 22 рисунка.

1. Теоретические основы оптических линз

1.1 Понятие и виды линз

Первое упоминание о линзах встречается в древнегреческой пьесе Аристофана «Облака», где с помощью выпуклого стекла и солнечного света добывали огонь. Из произведений Плиния Старшего следует, что такой способ разжигания огня был известен и в Римской империи. В его произведениях описан, возможно, первый случай применения линз для коррекции зрения: Нерон смотрел гладиаторские бои через вогнутый изумруд для исправления близорукости . Сенека описал увеличительный эффект, который даёт стеклянный шар, заполненный водой. Арабский математик Альхазен написал первый значительный трактат по оптике, описывающий, как хрусталик глаза создаёт изображение на сетчатке. Линзы получили широкое использование с появлением очков примерно в 1820 – х годах в Италии .

Линза (в переводе с лат «lens» -чечевица) - тело из материала, прозрачного для оптического излучения в определённом интервале длин волн, ограниченное выпуклыми или вогнутыми поверхностями (одна из поверхностей может быть плоской) . В настоящее время применяются и «асферические линзы», форма поверхности которых отличается от сферы. Линзы являются одними из основных элементов оптических систем. В качестве материала линз используются оптические материалы, такие как стекло, оптическое стекло, оргстекло (полиметилметакрилат). Линзы для ультрафиолетовой области спектра изготовляют из кварца, флюорита и фторида лития, для инфракрасной области - из особого стекла, кремния и иодида цезия . Наиболее распространены линзы со сферическими поверхностями (двояковыпуклые, двояковогнутые, мениски), а также линзы, у которых одна поверхность - сферическая, а другая - плоская. Реже используются линзы с двумя взаимно перпендикулярными плоскостями симметрии; их поверхности могут быть цилиндрическими или тороидальными (очковые линзы, исправляющие астигматизм глаза, линзы для анаморфотных насадок). Различают 2 основных типа линз – собирающие линзы, у которых середина толще, чем края (рис. 1, рис.3) и рассеивающие линзы, у которых края толще, чем середина (рис. 2, рис. 4).

Собирающие линзы Рассеивающие линзы

Рис. 1 Рис. 2

Обозначение собирающей линзы Обозначение рассеивающей линзы

Рис. 3 Рис. 4

Если толщина линзы по оптической оси пренебрежимо мала по сравнению с радиусами кривизны её поверхностей, то линза называется тонкой (рис.5). Точки О1и О2 настолько близки, что путь луча внутри линзы бесконечно мал и пространственного смещения луча не происходит. Поэтому можно считать, что лучи испытывают не два преломления, а одно - на плоскости, проходящей через среднюю точку О.

Изображение тонкой линзы

Рис. 5

1.2 Основные понятия, используемые для описания хода лучей через линзы

Оптический центр линзы - центральная точка О, через которую лучи походят, не изменяя направление (рис. 6, рис. 7).

Главная оптическая ось – прямая NN, проходящая через центры кривизны сферических поверхностей, ограничивающих линзу (рис. 6, рис. 7).

Фокус линзы - точка F на главной оптической оси, в которой пересекаются после преломления лучи (или их продолжения), падающие на линзу параллельно главной оптической оси (рис. 6, рис. 7). Любая линза имеет два фокуса - передний и задний, расположенные на оптической оси по обе стороны линзы . У собирающей линзы фокусы являются действительными, так как в них пересекаются сами преломлённые линзой лучи (рис. 8). У рассеивающей линзы фокусы мнимые, так как в них пересекаются продолжения преломлённых линзой лучей (рис. 9).

Отличительным свойством собирающей линзы является способность собирать падающие на её поверхность лучи в одной точке, расположенной по другую сторону линзы. Если на некотором расстоянии перед собирающей линзой поместить светящуюся точку S (рис. 6), то луч света, направленный по оси, пройдёт через линзу, непреломившись, а лучи, проходящие не через центр, будут преломляться в сторону оптической оси и пересекутся на ней в некоторой точке F, которая и будет изображением точки S. Эта точка носит название сопряжённого фокуса, или просто фокуса. Если на линзу будет падать свет от очень удалённого источника, лучи которого можно представить идущими параллельным пучком, то по выходе из неё лучи преломятся под большим углом и точка F переместится на оптической оси ближе к линзе. При данных условиях точка пересечения лучей, вышедших из линзы, называется фокусом F" .

Фокусное расстояние - расстояние OF от оптического центра до её фокуса (рис. 6, рис. 7). Фокусное расстояние измеряется в метрах. У собирающей линзы F > 0, у рассеивающей линзы F < 0.

Фокальная плоскость - плоскость, проходящая через главный фокус линзы перпендикулярно оптической оси NN.

Оптическая сила линзы – величина D, обратная фокусному расстоянию: D =1/F. У собирающей линзы D > 0, у рассеивающей линзы D < 0. Единица измерения оптической силы линзы – диоптрия. 1 дптр = 1 м -1.Линзы являются универсальным оптическим элементом большинства оптических систем. Афокальные линзы имеют Ф = 0 (их фокусное расстояние равно бесконечности) - не собирают и не рассеивают световые лучи и используются главным образом в линзовых и зеркально-линзовых объективах как компенсаторы аберраций .

Основные элементы собирающей линзы http://pandia.ru/text/77/499/images/image008_55.gif" width="613" height="274 src=">

Рис. 7

Ход лучей в собирающей линзе

Рис.8

Ход лучей в рассеивающей линзе

Рис.9

1. 3 Применение линз

Наши глаза представляют собой оптические приборы. Когда мы смотрим на предмет, линзовая система, расположенная в передней части каждого глаза, формирует его изображение на сетчатке - слое глазного дна, содержащем примерно 125 млн светочувствительных клеток. Падающий на сетчатку свет заставляет клетки посылать в мозг электрический нервный сигнал, позволяя нам визуально воспринимать предмет. Кроме того, глаза обладают системой регулировки яркости. При ярком освещении зрачок инстинктивно сужается, понижая яркость изображения до приемлемого уровня. При слабом освещении зрачок расширяется, увеличивая яркость изображения. .

Линзовая система глаза состоит из выпуклой линзы хрусталика и расположенной перед ней заполненной жидкостью искривленной оболочки, которая называется роговицей. Роговица обеспечивает четыре пятых всего процесса фокусировки. Тонкая регулировка осуществляется хрусталиком, чья кривизна поверхности изменяется расположенным вокруг него мышечным кольцом (капсулой). Когда глаз не может принять необходимую форму, обычно из-за нарушений в данных мышцах, изображения видимых предметов становятся расплывчатыми. Наиболее распространенным недостатком зрения является невозможность сфокусировать на сетчатке изображения отдельных предметов. Если линзовая система глаза слишком сильная, другими словами, если она очень выпуклая, то удаленные предметы будут расплываться, а близкие - давать четкие изображения. Людей с таким нарушением называют близорукими. Если выпуклость хрусталика недостаточна, то расплываться будут близкие предметы, а четкими останутся изображения удаленных предметов. Обладателей такого зрения называют дальнозоркими. Оба нарушения можно исправить, пользуясь очками или контактными линзами. Близорукие люди носят очки с вогнутыми линзами (более тонкими посередине), которые позволяют их глазам фокусироваться на удаленных предметах. Дальнозоркие люди носят очки с выпуклыми линзами (утолщенными в центре) . Офтальмология - важная сфера применения линз, без которых невозможно исправление недостатков зрения - близорукости, дальнозоркости, неправильной аккомодации, астигматизма и других заболеваний. В области офтальмологии созданы мягкие контактные линзы (рис.11). Их производство основано на применении материалов, имеющих бифазную природу, сочетающих, фрагменты кремний-органического или кремний-фторорганического полимера силикона и гидрофильного полимерагидрогеля. В конце 90-х годов XX века были созданы линзы, которые благодаря сочетанию гидрофильных свойств и высокой кислородопроницаемости могут непрерывно использоваться в течение 30 дней круглосуточно .

Сильные выпуклые линзы часто используются в качестве увеличительных стекол (рис. 10). Первые увеличивающие устройства использовались примерно 2000 лет назад. В древнегреческих и древнеримских документах описывается, как для увеличения предметов можно использовать наполненный водой круглый стеклянный сосуд. Полностью сделанные из стекла линзы появились гораздо позже и, вероятно, впервые были использованы в XI веке монахами, трудившимися над рукописями. В конце XIII века увеличительные стекла с небольшим увеличением уже использовались в очках для коррекции дальнозоркости. Техника изготовления вогнутых линз для коррекции близорукости была изобретена только в начале XV века .

Использование собирающей линзы в качестве лупы

http://pandia.ru/text/77/499/images/image013_50.jpg" width="148" height="147">

1) лупы 2) зрительная труба 3) микроскоп

4) телескоп 5) оптический прицел 6) бинокль

http://pandia.ru/text/77/499/images/image021_27.jpg" width="156 height=124" height="124">

7) очки 8) контактные линзы 9) радар

10) фотоаппарат 11) теодолит 12) видеокамера

Рис. 11

Среди учёных нет единого мнения по вопросу изобретения телескопа: одни авторы считают, что его изобрёл в XIII веке английский философ и естествоиспытатель Роджер Бэкон, другие авторы считают, что телескоп изобрели арабские ученые .

Зрительная труба, созданная в 1608 году голландским оптиком Хансом Липперши, привлекла внимание итальянского ученого Галилео Галилея. В течение короткого времени Галилей усовершенствовал конструкцию Липперши и создал несколько труб с улучшенными характеристиками. С их помощью он совершил ряд открытий, включая горы и долины на Луне, а также четыре спутника Юпитера. Открытия Галилея показали важность телескопа, а используемый им тип прибора получил известность как телескоп Галилея. Выпуклая линза его объектива собирала свет от наблюдаемого объекта. А вогнутая линза окуляра отклоняла световые лучи таким образом, что они создавали увеличенное прямое изображение. Линзы устанавливались в трубах, одна из которых (меньшего диаметра) скользила внутри другой. Это позволяло регулировать расстояние между линзами, получая при этом четкое изображение. Телескоп Галилея работает с использованием принципа преломления (отклонения) света и поэтому известен также как телескоп-рефрактор. Другой вид телескопа-рефрактора характеризуется выпуклостью обеих линз. Такая конструкция создает увеличенное, но перевернутое изображение и известна как астрономический телескоп .

При использовании ранних телескопов-рефракторов возникала одна существенная проблема, которая обусловлена дефектом линз, называемым хроматической аберрацией и приводящим к появлению вокруг изображений нежелательных цветных ореолов. Для устранения этого недостатка английский ученый Исаак Ньютон в 1660-е годы сконструировал телескоп-рефлектор. Для концентрации световых лучей и создания изображения в нем вместо линзы объектива используется вогнутое зеркало, не образующее цветных ореолов. Плоское зеркало отражает свет в выпуклую линзу окуляра, установленную на главной трубе сбоку. Прибор такого типа известен как телескоп Ньютона.

Увеличительное стекло иногда называют простым микроскопом, так как его используют при наблюдении мелких объектов. Сложный микроскоп состоит из двух выпуклых линз. Линза объектива создает увеличенное изображение, которое затем снова увеличивается линзой окуляра. Как и в астрономическом телескопе, это изображение перевернуто. Многие сложные микроскопы имеют комплект объективных линз с различной степенью увеличения .

В современной фотоаппаратуре к качеству изображения предъявляются высокие требования. Изображение, даваемое простой линзой, в силу целого ряда недостатков не удовлетворяет этим требованиям. Устранение большинства недостатков достигается соответствующим подбором ряда линз в центрированную оптическую систему - объектив. Изображения, полученные при помощи простых линз, имеют различные недостатки (аберрации). Аберрации делятся на геометрические аберрации (сферические аберрации; кома; астигматизм; дисторсия; кривизна поля изображения); хроматические аберрации; дифракционные аберрации .

В радиоастрономии и радарах часто используются диэлектрические линзы, собирающие поток радиоволн в приёмную антенну, либо фокусирующие на цели.

В конструкции плутониевых ядерных бомб для преобразования сферической расходящейся ударной волны от точечного источника (детонатора) в сферическую сходящуюся применялись линзовые системы, изготовленные из взрывчатки с разной скоростью детонации (то есть с разным коэффициентом преломления) .

Нами проведено экспериментальное изучение свойств изображений, получаемых с помощью собирающей линзы. Методика и результаты исследования представлены в главе 2.

Глава 2. Экспериментальное изучение свойств изображений, получаемых с помощью собирающей линзы

2.1 Методика проведения исследования

Работа по изучению свойств изображений, получаемых с помощью собирающей линзы, состояла из трёх этапов:

1 Этап. Подготовительный. Сентябрь 2011 г.

Подбор и изучение литературы по проблеме.

2 Этап. Практический. Октябрь 2011 г.

Изучение свойств изображений, получаемых с помощью собирающей линзы.

3 Этап. Обобщающий. Ноябрь 2011 г.

Обобщение полученных результатов.

При проведении эксперимента нами использовалось оборудование, указанное в таблице 1.

Таблица 1

Оборудование, используемое в ходе исследования

В ходе исследования использовался такой метод как лабораторный эксперимент, достоинством которого являются простота и наглядность. Лабораторные исследования проводились на базе МОБУ СОШ №13 г. Сочи.

Использовалась следующая методика проведения эксперимента:

1. Определение фокусного расстояния и оптической силы собирающей линзы.

1. При помощи собирающей линзы на подставке получалось чёткое действительное перевёрнутое уменьшенное изображение окна на экране.

2. С помощью линейки измерялось расстояние от линзы до изображения окна на экране - фокусное расстояние F линзы (рис. 12).

3. По формуле расчета D = 1/F определялась оптическая сила собирающей линзы.

Определение фокусного расстояния собирающей линзы

Рис. 12

2. Изучение свойств изображения, получаемого с помощью собирающей линзы, в случае, когда предмет находится между центром линзы и её фокусом.

1. Собирающая линза располагалась над печатным текстом книги на расстоянии 0 < d < F.

2. Наблюдалось полученное изображение букв текста с помощью линзы и изучались свойства изображения, получаемого с помощью собирающей линзы, в случае, когда предмет находится между центром линзы и её фокусом (рис. 13).

Изучение свойств изображения, получаемого с помощью собирающей линзы, в случае, когда предмет находится между центром линзы и её фокусом

Рис.13

3. Изучение свойств изображения, получаемого с помощью собирающей линзы, в случае, когда предмет находится в фокусе линзы.

1. Свеча располагалась на расстоянии F = d от собирающей линзы.

2. Наблюдалось полученное изображение пламени свечи с помощью линзы и изучались свойства изображения, получаемого с помощью собирающей линзы, в случае, когда предмет находится в фокусе линзы (рис. 14).

Изучение свойств изображения, получаемого с помощью собирающей линзы, в случае, когда предмет находится в фокусе линзы

Рис. 14

4. Изучение свойств изображения, получаемого с помощью собирающей линзы, в случае, когда предмет находится между фокусом линзы и её двойным фокусом.

1. Свеча располагалась на расстоянии F < d < 2 F от собирающей линзы.

2. Наблюдалось полученное изображение пламени свечи с помощью линзы и изучались свойства изображения, получаемого с помощью собирающей линзы, в случае, когда предмет находится между фокусом линзы и её двойным фокусом (рис. 15).

Изучение свойств изображения, получаемого с помощью собирающей линзы, в случае, когда предмет находится между фокусом линзы и её двойным фокусом

Рис. 15

4. Изучение свойств изображения, получаемого с помощью собирающей линзы, в случае, когда предмет находится в её двойном фокусе.

1. Свеча располагалась на расстоянии d = 2 F от собирающей линзы.

2. Наблюдалось полученное изображение пламени свечи с помощью линзы и изучались свойства изображения, получаемого с помощью собирающей линзы, в случае, когда предмет находится в её двойном фокусе (рис. 16).

Изучение свойств изображения, получаемого с помощью собирающей линзы, в случае, когда предмет находится в её двойном фокусе

Рис. 16

5. Изучение свойств изображения, получаемого с помощью собирающей линзы, в случае, когда предмет находится за её двойным фокусом.

1. Свеча располагалась на расстоянии d > 2 F от собирающей линзы.

2. Наблюдалось полученное изображение пламени свечи с помощью линзы и изучались свойства изображения, получаемого с помощью собирающей линзы, в случае, когда предмет находится за её двойным фокусом (рис. 17).

Изучение свойств изображения, получаемого с помощью собирающей линзы, в случае, когда предмет находится за её двойным фокусом

Рис. 17

2.2 Результаты исследования

В ходе эксперимента были получены следующие результаты (табл. 2):

Таблица 2

Свойства изображений, полученных при помощи собирающей линзы

1. Фокусное расстояние собирающей линзы F = 7 см. Оптическая сила собирающей линзы D = 1/F =1/0,07 м =14,3 дптр.

2. Когда предмет (буква) находится между линзой и её фокусом, его изображение увеличенное, мнимое, прямое, находится по ту же сторону от линзы что и предмет на расстоянии F < f < 2 F; по мере удаления предмета (буквы) на расстоянии F > d > 0 от линзы, увеличивается его изображение (рис. 18). Поэтому, в быту, чтобы хорошо рассмотреть мелкий предмет, мы подносим близко к нему собирающую линзу в оправе, которая в этом случае называется лупой и даёт увеличенное прямое изображение предмета.

Построение изображения, получаемого с помощью собирающей линзы, в случае, когда предмет находится между центром линзы и её фокусом

Рис. 18

3. Если находится в фокусе линзы, то его изображение отсутствует (рис. 19). На практике такое расположение предмета относительно линзы не встречается.

Отсутствие изображения предмета, расположенного в фокусе собирающей линзы

Рис. 19

4. Когда источник света находится между фокусом и двойным фокусом линзы, его изображение становится действительным и перевернутым, увеличенным, находится по другую сторону от линзы, чем предмет на расстоянии f > 2F. Оно уменьшается по мере приближения источника света к двойному фокусу линзы (рис.20). Такое расположение предмета относительно линзы используется в микроскопе и проекционном аппарате.

Построение изображения, получаемого с помощью собирающей линзы, в случае, когда предмет находится между фокусом линзы и её двойным фокусом

Рис. 20

5. Изображение источника света, находящегося в двойном фокусе линзы, становится изображением, равным по размеру источнику света, и находится в двойном фокусе линзы по другую сторону линзы (рис. 21). В некоторых случаях на практике встречается и такое расположение предмета относительно линзы.

Построение изображения, получаемого с помощью собирающей линзы, в случае, когда предмет находится в её двойном фокусе

http://pandia.ru/text/77/499/images/image039_23.gif" width="641" height="211 src=">

Рис. 22

Такое расположение предмета относительно линзы используется в таком оптическом приборе, как фотоаппарат.

Таким образом, выдвинутая нами гипотеза исследования, о том, что собирающая линза даёт мнимое и действительное изображения, справедлива.

Заключение

Анализ полученных литературных и экспериментальных данных позволяет заключить, что:

1. Линза - тело из материала, прозрачного для оптического излучения в определённом интервале длин волн, ограниченное выпуклыми или вогнутыми поверхностями (одна из поверхностей может быть плоской).

2. Линзы являются одними из основных элементов оптических систем. В качестве материала линз используются оптические материалы, такие как стекло, оптическое стекло, оргстекло. Линзы для ультрафиолетовой области спектра изготовляют из кварца, флюорита и фторида лития, для инфракрасной области - из особого стекла, кремния и иодида цезия.

3. Различают 2 основных типа линз – собирающие линзы, у которых середина толще, чем края и рассеивающие линзы, у которых края толще, чем середина.

4. Если толщина линзы по оптической оси пренебрежимо мала по сравнению с радиусами кривизны её поверхностей, то линза называется тонкой.

5. Оптический центр линзы - центральная точка, через которую лучи походят, не изменяя направление. Главная оптическая ось – прямая, проходящая через центры кривизны сферических поверхностей, ограничивающих линзу. Фокус линзы - точка на главной оптической оси, в которой пересекаются после преломления лучи (или их продолжения), падающие на линзу параллельно главной оптической оси. Фокусное расстояние - расстояние от оптического центра до её фокуса. Фокальная плоскость - плоскость, проходящая через главный фокус линзы перпендикулярно оптической оси.

Оптическая сила линзы – величина, обратная фокусному расстоянию.

6. Линзы применяются в офтальмологии, в качестве увеличительных стёкол, в биноклях, телескопах, оптических прицелах, теодолитах, микроскопах и в фотовидеотехнике, а также в радиоастрономии, радарах, в конструкции плутониевых ядерных бомб.

7. Когда предмет находится между линзой и её фокусом, его изображение увеличенное, мнимое, прямое, находится по ту же сторону от линзы что и предмет; по мере удаления предмета на расстоянии F > d > 0 от линзы, увеличивается его изображение.

8. Когда источник света находится в фокусе линзы, его изображение отсутствует.

9. Когда источник света находится между фокусом и двойным фокусом линзы, его изображение становится действительным и перевернутым, увеличенным, находится по другую сторону от линзы, чем предмет на расстоянии f > 2F. Оно уменьшается по мере приближения источника света к двойному фокусу линзы.

10. Изображение источника света, находящегося в двойном фокусе линзы, становится изображением, равным по размеру источнику света, и находится в двойном фокусе линзы по другую сторону линзы.

11. При увеличении расстояния от источника света до линзы (d > 2F) изображение источника света уменьшается, оставаясь действительным и перевернутым, и приближается к фокусу линзы.

Работа в выбранном направлении может быть продолжена изучением свойств изображений, получаемых с помощью рассеивающей линзы.

При выполнении работы нам оказывалась следующая поддержка научным руководителем: помощь в подборе литературы, структурировании материала, предоставлении оборудования для проведения эксперимента.

Литература

1. , Родина: Учеб. для 8 кл. общеобразоват. учреждений. – М.: Просвещение, 19с.

2. Краткий фотографический справочник /Под ред. , М., Искусство, 1953. – 355 с.

3. , Буховцев: Учеб. для 11 кл. общеобразоват. учреждений. – М.: Просвещение, 1991. – 254 с.

4. Пёрышкин. 8 кл.: учеб. для общеобразоват. учеб. заведений. – М.: Дрофа, 2008. – 191 с.

5. Политехнический словарь /Под ред. , Советская Энциклопедия, 1989. – 370 с.

6. Элементарный учебник физики: Учеб. пособие. В 3 т. /Под ред. : Т. III. Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика. – М.: Наука. Физматлит, 19с.

7. Энциклопедия Википедия. Линза. http://ru. wikipedia. org/wiki/%CB%E8%ED%E7%E0 .