ΑΣΚΗΣΗ 7

ΑΠΛΟΙ ΦΑΚΟΙ

ΣΚΟΠΟΣ : Σκοπός του πειράματος είναι να κατανοηθεί πως σχηματίζονται τα είδωλα αντικειμένων από απλούς φακούς και πώς υπολογίζεται η εστιακή απόσταση φακού, η μεγέθυνση ή σμίκρυνση του ειδώλου.

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΕΣ ΣΥΣΚΕΥΕΣ

1. Λάμπα συνεχούς ρεύματος.
2. Συγκλίνοντες φακοί.
3. Βάσεις στήριξης φακών.
4. Οθόνη για το σχηματισμό του ειδώλου.

ΘΕΩΡΙΑ

Επίδειξη εύρεσης ειδώλου από φακό Α

Επίδειξη εύρεσης ειδώλου από φακό Β

ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ

1. Παρατηρήστε τους φακούς της άσκησης και διακρίνεται ποιοι είναι συγκλίνοντες και ποιοι αποκλίνοντες.

2. Τοποθετήστε κάθε ένα συγκλίνοντα φακό κοντά σε ένα τοίχο και αλλάζοντας τη θέση του προσπαθήστε να βρείτε το είδωλο του απέναντι παραθύρου στο τοίχο (αρχή φωτογραφίας). Από τη σχέση των λεπτών φακών προκύπτει ότι η απόσταση S΄ μεταξύ φακού και τοίχου ισούται πρακτικά με την εστιακή απόσταση του φακού S΄=F, αφού S>>S΄. Επαναλάβετε το ίδιο και με τον άλλο συγκλίνοντα φακό και βρείτε την εστιακή του απόσταση. Τοποθετήστε τον αποκλίνοντα φακό μαζί με τον ένα συγκλίνοντα. Προσπαθήστε να βρείτε το είδωλο του απέναντι παραθύρου στο τοίχο και την εστιακή απόσταση F_ολ του συστήματος των 2 φακών. Για τους δύο παραπάνω φακούς σε επαφή ισχύει:

(1/F_συγκλ) - (1/F_αποκλ) = (1/F_oλ) απ’ όπου βρείτε την εστιακή απόσταση του αποκλίνοντος φακού.

3. Κατόπιν τοποθετούμε τους συγκλίνοντες φακούς στην οπτική ράγα. Για μία τυχαία θέση (S) του αντικειμένου ("βελάκι") να βρείτε τη θέση του ειδώλου (S') στην οθόνη. Ικανοποιείται η σχέση των λεπτών φακών ; Πόσος είναι ο λόγος των μηκών του αντικειμένου προς αυτό του ειδώλου m=AB/A'B', θα πρέπει να ισχύει: m=S/S'

4. Για ποιες θέσεις του αντικειμένου έχουμε μεγέθυνση ή σμίκρυνση ;

5. Τοποθετήστε το συγκλίνοντα και αποκλίνοντα φακό σε επαφή. Για μία τυχαία θέση (S) του αντικειμένου ("βελάκι") να βρείτε τη θέση του ειδώλου (S') στην οθόνη από ένα συγκλίνοντα φακό. Χρησιμοποιώντας τη σχέση των λεπτών φακών υπολογίστε την εστιακή απόσταση F_ολ του συστήματος συγκλίνοντα-αποκλίνοντα φακού.

6. Συγκρίνετε τις τιμές των εστιακών αποστάσεων που βρήκατε με τις δυο διαφορετικές μεθόδους. Η απόκλιση που παρατηρείτε δίνει το μέγεθος το σφάλματος ΔF κάθε φακού. Γράψτε την εστιακή απόσταση κάθε φακού στην μορφή F±ΔF, όπου F η μέση τιμή της εστιακής απόστασης κάθε φακού που μετρήθηκε με τις δύο μεθόδους. Το πλήθος των σημαντικών ψηφίων που κρατούμε για το F καθορίζεται από το σφάλμα ΔF.

ΑΠΑΡΑΙΤΗΤΕΣ ΓΝΩΣΕΙΣ - ΛΕΞΕΙΣ ΚΛΕΙΔΙΑ

Λεπτοί φακοί. Διάθλαση του φωτός. Εύρεση ειδώλου από λεπτούς φακούς.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

Serway Physics for Scientists & Engineers τόμος ΙΙΙ,

Πανεπιστημιακή Φυσική Υoung τόμος Β,

Φυσική Ohanian τόμος Β.