Оборудование

1. Линза $2~дптр$
2. Линза $6~дптр$
3. Линза $5~дптр$
4. Короткофокусная лупа $18~дптр$
5. Лист с напечатанным текстом
6. Экран
7. Линейка
8. Рулетка
9. Фонарик
10. Оптическая скамья с держателями

Расстояние наилучшего зрения

Оптические приборы служат для расширения возможностей человеческого глаза, поэтому для расчета их характеристик нужен параметр, характеризующий самого человека.

$d_0$ – расстояние наилучшего зрения, наименьшее расстояние, на котором человек без напряжения может рассматривать предметы. Считайте, что $d_0=25~см$. Задача лупы и микроскопа – создать увеличенное изображение предмета на расстоянии $d_0$ от глаза. Увеличение $\gamma$ короткофокусной лупы вычисляется, как показано на рисунке.

Часть A. Что есть что? (1.0 балла)

A1 Запишите соответствие цвета оправ линз и их оптических сил.

Часть B. Телескоп (2.5 балла)

Телескоп состоит из двух собирающих линз, объектива и окуляра, фокусы которых совпадают.

B1 Соберите модель телескопа из линз $2~дптр$ и $6~дптр$. Получите изображение Останкинской телебашни. Сфотографируйте полученное изображение и вид без телескопа. Напечатав эти фотографии, можно будет посчитать увеличение.

B2 Соберите более сильный телескоп, поставив в качестве окуляра короткофокусную лупу. Сфотографируйте полученное изображение.

Часть C. Микроскоп (2.5 балла)

Микроскоп состоит из двух короткофокусных линз, расстояние между которыми больше суммы фокусных расстояний. Чтобы получить изображение, необходима большая точность при подборе расстояния от объектива до предмета.

C1 Соберите модель микроскопа из линз $5~дптр$ и $6~дптр$: закрепите на экране текст и получите его изображение. Сфотографируйте изображение через окуляр. Сфотографируйте тот же текст без линз с расстояния наилучшего зрения – примерно $25~см$. Сравнив фотографии, можно будет вычислить увеличение.

C2 Поставьте в качестве окуляра короткофокусную лупу. Получите изображение текста и сфотографируйте его.

Соберите все свои фотографии (не более 6) и отправьте в [ВСТАВИТЬ], чтобы получить их напечатанными.

Часть D. Обработка данных (4.0 балла)

D1 Выведите формулу для увеличения телескопа.

D2 Выведите формулу увеличения микроскопа для короткофокусной линзы ($f_{ок}\ll{}d_0$). Считайте, что изображение находится на расстоянии $d_0$ от глаза.

Подсказка: на каком расстоянии от объектива должен располагаться объект, чтобы пучок света от него после прохождения микроскопа был параллельным? Считайте, что $L\gg{}f_{об},f_{ок}$.

D3 Посчитайте увеличения по фотографиям.

D4 Сравните теоретические и экспериментальные значения увеличений.