Порядок выполнения работы. 1. Включить источник света 1

1. Включить источник света 1. При необходимости провести с помощью преподава­теля юстировку оптической схемы. По окончании юстировки положение всех, кроме упоми­наемых ниже особо, оптических элементов схемы должно оставаться постоянным до окон­чания измерений: разъюстировка хотя бы одного элемента даже на завершающей стадии ра­боты может привести к необходимости проводить все измерения заново. Особенно отметим такую ситуацию, когда факт разъюстировки ни «на глаз», ни «по показаниям» незаметен, а проявляется лишь при обработке результатов.

2. Вынуть из ящика красный светофильтр 2 (λ=640…760 нм) и установить его в дер­жатель между источником света 1 и исследуемой линзой 3.

3. Установить линзу 3 так, чтобы на экране 4 было чётко видно увеличенное изо­бражение нити накала в лампе источника.

4. Измерить расстояния:

- от лампы до линзы ;

- от линзы до экрана .

Результаты занести в протокол измерений.

5. Вычислить фокусное расстояние f линзы, используя для этого выражение . Результат занести в протокол измерений.

6. Установить линзу так, чтобы на экране было чётко видно уменьшенное изобра­жение нити накала в лампе. Повторить операции п. 4 … п. 5.

7. Установить линзу и экран так, чтобы на экране было чётко видно изображение нити накала по возможности натуральных размеров. Повторить операции п. 4 … п. 5.

8. Дважды последовательно проделать операции п. 3 … п. 7.

9. Найти среднее значение f. Пользуясь статистикой по девяти результатам, оценить случайную погрешность определения фокусного расстояния линзы.

10. Заменить красный светофильтр оранжевым (λ=595…640 нм) и повторить опера­ции п. 3 … п. 9.

11. Провести такие же процедуры (п. 10) с жёлтым (λ=555…595 нм) светофильтром, с зелёным (λ=520…555 нм), с голубым (λ=485…520 нм), с синим (λ=440…485 нм), с фиолетовым (λ=380…440 нм).

12. Построить в программном пакете Harvard Graphics аберрационную кривую f (λ) зависимости фокусного расстояния линзы от длины волны засветки. Эффективную длину волны пропускания каждого светофильтра можно узнать у преподавателя.

13. Аппроксимировать полученную кривую наиболее подходящей функцией.

14. Найти продольную хроматическую аберрацию линзы, как разность ее фокусных расстояний на длинах волн и .

15. Убрать фиолетовый светофильтр в ящик. Выключить источник света.

Содержание отчета

Отчет по лабораторной работе должен содержать следующие материалы:

1. Титульный лист (см. Приложение А).

2. Цель и задачу работы.

3. Краткое изложение теории тонкой линзы (как правило, в том объеме, в котором это необходимо для уверенного ответа на контрольные вопросы).

4. Оптическую схему лабораторной установки с расшифровкой ее элементов.

5. Протокол измерений, подписанный преподавателем еще при выполнении лабо­раторной работы и содержащий:

- таблицу c эффективными длинами волн пропускания каждого светофильтра, отсчетами и результатами измерения фокусных расстояний исследуемой линзы на каждой длине волны,

- экспериментальный график зависимости фокусного расстояния тонкой линзы от длины волны засветки – аберрационную кривую, включая точки и .

6. Подробные выкладки с результатами вычисления фокусных расстояний тонкой линзы на каждой длине волны.

7. Подробные выкладки с результатами оценки случайной погрешности измерения каждого фокусного расстояния.

8. Формулу аппроксимирующей функции и выкладки, к этой формуле приводящие.

9. Подробные выкладки с результатами определения продольной хроматической аберрации тонкой линзы.

10. Выводы по результатам проведенного исследования, включая собственные со­ображения по поводу причин возникновения случайных погрешностей измерения:

- фокусного расстояния,

- продольной хроматической аберрации.