Оборудование

1. Фонарик
2. Установка для фиксации фонарика
3. Две одинаковые линзы Френеля
4. Экран
5. Канцелярские зажимы – 4 шт.
6. Рулетка
7. Линейка
8. Глицерин
9. Шприц
10. Салфетки для поддержания чистоты
11. Скотч
12. Ножницы

Часть А. Линза Френеля

Линза Френеля может быть изготовлена следующим образом: из сегмента прозрачного шара, вырезают плоские «неработающие» части. Оставшиеся части переносят на одну плоскость, как показано на рисунке. Оптические свойства такой линзы практически идентичны свойствам обычной линзы, т.к. все кольца имеют одинаковую оптическую силу и расположены в одной плоскости.

Рассмотрим тонкую линзу, у которой одна сторона плоская, а другая имеет радиус кривизны $R$. В воздухе её оптическая сила может быть найдена по формуле
$$D=\pm\frac{n-1}{R} ,$$где $n$ — показатель преломления материала линзы; знак «плюс» соответствует плоско-выпуклой линзе, а знак «минус» — плоско-вогнутой.

A1 Определите фокусное расстояние одной линзы $F_0$. Приведите схему установки и опишите метод нахождения фокусного расстояния.

Если между двумя линзами Френеля капнуть немного жидкости, а затем прижать их друг к другу с помощью зажимов, то получившийся «сэндвич» тоже будет обладать свойствами тонкой линзы.

A2 Измерьте фокусное расстояние $F_1$ «сэндвича», в котором линзы Френеля прижаты плоскими сторонами.

A3 Измерьте фокусное расстояние $F_2$ «сэндвича», в котором ребристая сторона одной линзы прижата к плоской стороне другой.

A4 Определите радиус кривизны неплоской поверхности линзы Френеля.

A5 Определите показатель преломления пластика, из которого изготовлены линзы.

A6 Определите фокусное расстояние $F_3$ «сэндвича», в котором линзы Френеля прижаты ребристыми сторонами.

Примечания

• Небольшие пятна глицерина можно протереть сухой салфеткой. Если прольёте много — попросите у организаторов влажную тряпку.
  
• Приклеивать скотч к линзам Френеля запрещено!