11-3-lens. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФОКУСНОГО РАССТОЯНИЯ И ОПТИЧЕСКОЙ СИЛЫ ЛИНЗЫ
Важно: категорически запрещается использовать виртуальные лабораторные работы вместо реальных! В виртуальной работе ничего нельзя реально измерить или доказать. Эта работа служит лишь для отработки действий в реальной обстановке.
Описание установки. В окне анимации (см. справа) мы видим чёрную стрелку, символизирующую предмет, изображение которого мы будем получать на экране (серая полоса справа). Стрелки здесь любят использовать, так как сразу понятно, где верх предмета/изображения, а где низ. Слева в таблице имеются две линзы, вам следует кликом мыши выбрать ту, которая может давать изображения на экране. Тогда в окне анимации сразу появится выбранная вами линза, и серая полупрозрачная стрелка, символизирующая изображение нашего предмета. Внизу анимации вы увидите ползунок, с помощью которого вы сможете перемещать линзу вдоль оптической оси системы, а левее - расстояние в мм от предмета до линзы d. Расстояние от предмета до экрана не меняется и составляет 450 мм. Используйте его для нахождения расстояния f от линзы до экрана.
То, что получится на экране мы видеть не можем, так как экран к нам повёрнут боком. Для удобства в таблице мы ввели дополнительную графу "Экран", где вы сможете наблюдать характер изображения, как если бы смотрели на установку в реальности.
Цель работы: Определить фокусное расстояние собирающей линзы и её оптической силы. Для этого используем формулу тонкой линзы:

Формула тонкой линзы	Выбор линзы		Экран

Измерив на опыте расстояние от предмета до линзы d, а также от линзы до изображения f, мы легко узнаем обе нужные нам величины F и D. d нам покажет компьютер (в реальной работе это легко измерить линейкой) а f вы подсчитаете сами. Нужно только подвигать линзу с помощью ползунка так, чтобы изображение было точно на экране, а не вне его. Точнее остриё стрелки должно лечь ровно на левый, самый тёмный край нарисованного нами экрана. Тогда погрешность измерения будет наименьшей. На практике этого достигают, когда изображение на экране становится сфокусированным (чётким). Когда изображение находится либо ближе, либо дальше экрана, мы можем видеть его только как размытое (см. изображение в графе "Экран" в таблице справа). Мнимые изображения не видны на экране, поэтому иногда в этой графе мы не будем видеть ничего.
Выполнение работы.
1. Подготовьте тетрадь для выполнения работы. Запишите:
- название работы;
- приборы и материалы, необходимые для выполнения реальной работы:

- линейка;
- две линзы, собиряющая и рассеивающая:
- источник света (свча, лампочка);
- экран;
- направляющая рейка.

Приготовьте таблицу для записи результатов, выберите линзу для получения изображения на экране.

Опыт	d, м	f, м	F, м	Fср, м	ΔF, м	ΔFср, м	D, дптр
1
2

2. При правильном выборе линзы вы увидите изображение стрелки в графе "Экран". Двигайте влево ползунок, расположенный внизу анимации, линза также будет смещаться влево, а вместе с ней и изображение предмета (серая стрелка). Продолжайте двигать, пока изображение стрелки не станет совсем чётким. Более точно установить положение линзы можно по анимации, серая стрелка должна лечь ровно на экран. Запишите в свою таблицу в отчёте расстояние d, вычислите расстояние f. Начертите ход лучей при построении изображения в линзе для этого случая с указанием нужных размеров.
3. Теперь начинайте двигать ползунок вправо, добиваясь ещё одного чёткого, сфокусированного изображения на экране. Занесите данные во вторую строку вашей таблицы. Начертите ход лучей при построении изображения в линзе для этого случая с указанием нужных размеров.
Заполните таблицу целиком, подсчитав по формуле фокусное расстояние F, среднюю величину фокусного расстояния F_ср, округлив полученное число по правилам округления, отклонение от средней величины ΔF и среднее отклонение ΔF_ср. Подсчитайте величину оптической силы такой линзы. Испоьзуйте эти данные при ответе на контрольные вопросы. Запишите в тетради значение полученного вами фокусного расстояния и оптической сила линзы с указанием погрешности под заголовком РЕЗУЛЬТАТ.
Ответьте на контрольные вопросы.
Десятичные дроби вводятся через точку. Ответы нужно округлять по правилам приближённых вычислений с погрешностью не более 10%.
Перед выполнением работы полезно проделать задание "Ход лучей в линзе. Поиск закономерностей", а также виртуальный эксперимент "Геометрическая оптика".