След.: 4.  Задание 4. Выше: Порядок выполнения работы Пред.: 2.  Задание 2.

3.  Задание 3.

Определение фокуcного расстояния выпуклой линзы по величине перемещения линзы.

Способ определения фокусного расстояния, предложенный в задании 2, имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что не всегда четко определено положение оптического центра линзы, а следовательно, в определении расстояний $a$ и $b$ может появиться не учтенная систематическая ошибка. Для более точного определения фокусного расстояния используют метод перемещения линзы.

Если расстояние $A$ от предмета до изображения более $4f$, то всегда найдутся два таких положения линзы, при которых на экране получается отчетливое изображение предмета: в одном случае -- уменьшенное, а в другом -- увеличенное (рис.10).

Пусть $X$ -- расстояние от предмета до первого положения линзы, $\ell$ -- расстояние между первым и вторым положением линзы. Имея в виду, что $A>4f$, можно записать по формуле линзы:

$$\text{для положения 1:} \quad f = {(A-x)x\over A} ;$$ (5)

$$\text{для положения 2:} \quad f = {(A-\ell-x)(x+\ell)\over A} .$$ (6)

Рис. 10

Приравняв правые части, получим

$$x={A-\ell\over 2} .$$

Подставив это значение в (5) или (6), окончательно получим

$$f={A^2-\ell^2\over 4A} .$$ (7)

Практически измерения сводятся к следующему: установите предмет и экран на расстоянии $A>4f$ (возьмите $f$ из задания 2), добейтесь получения на экране отчетливого изображения, например увеличенного. Заметив это положение линзы, передвиньте ее в сторону экрана и получите уменьшенное изображение. Теперь определите расстояние $\ell$ между первым и вторым положением линзы. Опыт проделайте не менее трех раз, при этом расстояние $A$ остается постоянным. Результаты запишите в таблицу2.

Таблица 2

Ошибку вычислите так же, как в задании2. Результат запишите в виде $f=(f_{\text{ср}}\pm \Delta f) \text{см}$, при $\alpha=\ldots$

След.: 4.  Задание 4. Выше: Порядок выполнения работы Пред.: 2.  Задание 2.