Урок 84. Практическая работа «Наблюдение дисперсии света. Линзы и изображения»
Наблюдение дисперсии света. Линзы и изображения
Цель работы: пронаблюдать разложение белого света в спектр и убедиться в зависимости показателя преломления от длины волны; исследовать, как вид и положение изображения в линзе зависят от типа линзы, её фокусного расстояния и расстояния до предмета.
Оборудование (виртуальное): модель призмы с источником белого света и экраном; модель тонкой линзы на оптической скамье с подвижным предметом.
Часть 1. Наблюдение дисперсии света
Направьте пучок белого света на призму, меняя угол падения и материал призмы. Проследите за спектром на экране справа: обратите внимание на порядок цветов и на то, как ширина спектральной полосы зависит от материала.
Ход работы — часть 1
1. Установите угол падения 30° и материал «Лёгкий крон». Отметьте порядок цветов на экране и оцените ширину спектральной полосы (показание внизу симулятора).
2. Не меняя материал, увеличьте угол падения до 55–60°. Обратите внимание, что порядок цветов не меняется, но весь спектр смещается по экрану как единое целое.
3. Верните угол 30° и поочерёдно переберите все четыре материала. Заполните таблицу.
| Материал | Ширина спектра, мм (из симулятора) | Вывод: сильная / слабая дисперсия |
|---|---|---|
| Лёгкий крон | ||
| Тяжёлый крон | ||
| Тяжёлый флинт | ||
| Алмаз |
Часть 2. Линзы и построение изображений
Выберите тип линзы, задайте её фокусное расстояние F и расстояние от предмета до линзы d. Симулятор строит два характерных луча (параллельный оси и через оптический центр) и рассчитывает положение, тип и размер изображения по формуле тонкой линзы 1/F = 1/d + 1/f.
Ход работы — часть 2
Выберите собирающую линзу и зафиксируйте F = 12 см. Устанавливая указанные ниже значения d, снимите показания симулятора (f, увеличение, тип изображения) и занесите их в таблицу.
| Случай | d, см | f, см (из симулятора) | Тип изображения (заполни) |
|---|---|---|---|
| d > 2F | 30 | ||
| d = 2F | 24 | ||
| F < d < 2F | 18 | ||
| d = F | 12 | ||
| d < F | 7 |
Теперь переключитесь на рассеивающую линзу (F = 12 см) и проверьте d = 30 см и d = 7 см — убедитесь, что изображение остаётся мнимым, прямым и уменьшенным в обоих случаях.
| d, см | f, см | Тип изображения (заполни) |
|---|---|---|
| 30 | ||
| 7 |
Контрольные вопросы
- 1. Почему при увеличении угла падения на призму весь спектр смещается как целое, а не меняется порядком цветов?
- 2. Почему в рассеивающей линзе изображение всегда мнимое, прямое и уменьшенное, независимо от расстояния до предмета?
- 3. Что происходит с изображением в собирающей линзе в момент, когда предмет проходит через фокус (d=F)? Как это согласуется с формулой тонкой линзы?
Вывод
Ответы и показания сохраняются локально в этом браузере (личная копия, не отправляется никуда и не видна другим). Если вы откроете работу на другом устройстве, поля будут пустыми.