LABORATORIUM FIZYKI PAŃSTWOWEJ WYŻSZEJ SZKOŁY ZAWODOWEJ W NYSIE

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "LABORATORIUM FIZYKI PAŃSTWOWEJ WYŻSZEJ SZKOŁY ZAWODOWEJ W NYSIE"

Mariusz Mikołajczyk
8 lat temu
Przeglądów:

1 LABORATORIUM FIZYKI PAŃSTWOWEJ WYŻSZEJ SZKOŁY ZAWODOWEJ W NYSIE Ćwiczenie nr 7 Temat: Pomiar kąta załamania i kąta odbicia światła. Sposoby korekcji wad wzroku. 1. Wprowadzenie Zestaw ćwiczeniowy został zaprojektowany, aby możliwe było łatwe i wyraźne pokazywanie zjawisk i urządzeń optycznych wykorzystywanych w optyce. Użycie lasera (lub diody laserowej) jako źródła światła pozwala na zrozumienie zasady działania prostych układów optycznych, ale również i układów bardziej złożonych. W niniejszej instrukcji opisane są doświadczenia, które należy zrealizować podczas zajęć laboratoryjnych w pracowni fizyki. Każde doświadczenie składa się z 3 części: Prosty opis doświadczenia Schemat doświadczenia Schemat przedstawiający elementy, które znajdują się przed użytkownikiem. Zestaw zawiera bardzo ważny element, potrzebny do wykonania doświadczeń: laserowe źródło światła, które właściwie składa się z pięciu diod laserowych. To źródło światła jest modelem wiązki światła o promieniach równoległych. Można użyć również klasycznej diody laserowej, ale konieczne jest jej dostosowanie do zestawu. UWAGA: Należy unikać wszelkiego bezpośredniego kontaktu oka z promieniem lasera.. Wykaz elementów znajdujących się w zestawie Spis elementów: - 4 soczewki dwuwypukłe, - soczewka dwuwklęsła, 1

Użycie lasera (lub diody laserowej) jako źródła światła pozwala na zrozumienie zasady działania prostych układów optycznych, ale również i układów bardziej złożonych.

2 - mała i duża soczewka płasko wypukła, - mała soczewka płasko - wklęsła, - zwierciadła: płaskie, wypukłe i wklęsłe, - płytka o równoległych bokach - pryzmat, - światłowód. Zakładki: A model oka, B aparat fotograficzny, C teleskop Galileusza, D teleskop Keplera, E Korekta aberracji optycznych, F Tarcza optyczna. 3. Zadania do wykonania: 3.1. Odbicie od zwierciadła płaskiego Wykazanie prawa odbicia. Promień światła trafiający w płaskie lustro pod kątem α ulega odbiciu pod tym samym kątem β. α=β Pomiar obu kątów w stosunku do normalnej do lustra płaskiego. 3.. Odbicie promieni światła od zwierciadła wklęsłego: 3..1.Promienie są równoległe do osi optycznej

Zadania do wykonania: 3.1. Odbicie od zwierciadła płaskiego Wykazanie prawa odbicia.

3 Odległość ogniskowa f lustra wklęsłego jest określana odległością VF. Promień krzywizny można wyliczyć stosując następujący wzór: f = Odległość VS jest razy większa niż odległość VF, gdzie S jest środkiem krzywizny, a F ogniskiem przedmiotu. r 3...Promienie nie są równoległe do osi optycznej Oś φ, która jest prostopadła do osi optycznej, i która przechodzi przez ognisko przedmiotu F pozwala oznaczyć płaszczyznę ogniskową lustra wklęsłego. Wszystkie równoległe promienie, odbite od lustra, przecinają się w jednym punkcie osi φ. Gdy promienie te są równoległe do osi optycznej punkt ten nazywa się ogniskiem (F). 3

4 3.3. Odbicie promieni światła od zwierciadła wypukłego: Promienie są równoległe do osi optycznej Promienie równoległe do osi optycznej, odbite od lustra wklęsłego, zdają się pochodzić z jednego punktu znajdującego się za lustrem. Punkt ten nazywa się ogniskiem obrazowym. Długość VF określa odległość ogniskową f lustra. Promień krzywizny można wyliczyć stosując wzór: f = Odległość VS jest razy większa niż odległość VF, gdzie S jest środkiem krzywizny, a F jest ogniskiem obrazowym. r 3.3..Promienie nie są równoległe do osi optycznej Oś φ, która jest prostopadła do osi optycznej, i która przechodzi przez ognisko przedmiotu F pozwala oznaczyć płaszczyznę ogniskową lustra wypukłego. Wszystkie równoległe promienie odbite od lustra zdają się przechodzić z jednego punktu na płaszczyźnie φ. Gdy promienie te są równoległe do osi optycznej punkt ten znajduje się na osi. 4

Punkt ten nazywa się ogniskiem obrazowym. Długość VF określa odległość ogniskową f lustra.

5 3.4. Załamanie światła na granicy powietrze szkło (Zakładka F) Gdy światło przechodzi z jednego otoczenia charakteryzującego się współczynnikiem załamania n 1 do innego otoczenia o współczynniku n, to jego kierunek zmienia się zgodnie z prawem Kartezjusza: n 1 sinα = n sinβ gdzie α jest kątem padania w otoczeniu n 1, a β jest kątem załamania w otoczeniu n. Kąty oznaczane są w odniesieniu do normalnej do płaszczyzny oddzielającej obydwa otoczenia Załamanie światła na granicy szkło powietrze (Zakładka F) Promień zostaje załamany pod kątem β, dużo większym niż kąt padania α. 5

kątem padania w otoczeniu n 1, a β jest kątem załamania w otoczeniu n.

6 3.6. Model oka normalnego (Zakładka A) Promienie równoległe do osi optycznej po przejściu przez soczewkę stymulującą oko (bez korekty) przecinają się w jednym punkcie na siatkówce. Należy umieścić soczewkę (1) bezpośrednio za linią O na zakładce A Model oka krótkowzrocznego (Zakładka A) Promienie równoległe do osi optycznej po przejściu przez soczewkę stymulującą oko (bez korekty) przecinają się w jednym punkcie przed siatkówką. Należy umieścić soczewkę () bezpośrednio za linią O i na zakładce między liniami O 1 i O umieścić soczewkę korygującą. 6

Model oka krótkowzrocznego (Zakładka A) Promienie równoległe do osi optycznej po przejściu przez soczewkę stymulującą oko (bez korekty)

7 3.8. Model oka starczowzrocznego (Zakładka A) Promienie równoległe do osi optycznej po przejściu przez soczewkę stymulującą oko (bez korekty) przecinają się w jednym punkcie za siatkówką. Soczewka korygująca powinna być soczewką skupiającą. Odległość ogniskowa f układu oko + soczewka wynosi: f ' = f ' f ' 1 1 f ' + f gdzie f 1 jest odległością ogniskową soczewki reprezentującej oko (3) a f jest odległością ogniskową soczewki korygującej. ' 7

Soczewka korygująca powinna być soczewką skupiającą.

Podobne dokumenty

Załamanie na granicy ośrodków

Załamanie na granicy ośrodków Gdy światło napotyka na granice dwóch ośrodków przezroczystych ulega załamaniu tak jak jest to przedstawione na rysunku obok. Dla każdego ośrodka przezroczystego istnieje