Презентация. ) мкоу тогучинского района "Тогучинская средняя школа 4", 11 класс (ОО, класс) 2021 г
 Скачать 3.22 Mb.
|
Управление образования администрации Тогучинского района Новосибирской области XII муниципальная научно-практическая конференция школьников физика Секция: _______________________________________ (название) Шадрина Анжелика (Ф.И.О. автора) Оптические приборы (тема работы) МКОУ Тогучинского района "Тогучинская средняя школа №4", 11 класс (ОО, класс) 2021 г. 1.Введение. При изучении оптических явлений, на уроках физики, мы рассматривали ряд опытов, которые подтверждают свойство света изменять направление движения при переходе из одной среды в другую.Оптические приборы.
Принцип действия оптических приборов.Важнейшей характеристикой оптических приборов, которые предназначены для визуального наблюдения предметов, является видимое увеличение, которое определяется через углы зрения.φ1 –угол зрения при наблюдении предмета через прибор, φ2 - угол зрения при наблюдении невооруженным глазом этого предмета, расположенного на расстоянии наилучшего зрения. 2.1. Лу́па (увеличительное стекло)Лупа – это оптическая система, состоящая из одной и более линз и предназначенная для увеличения и наблюдения мелких предметов, расположенных на конечном расстоянии. Используется во многих областях человеческой деятельности, в том числе в биологии, медицине, археологии, банковском и ювелирном деле, криминалистике, при ремонте часов и радиоэлектронной техники, а также в филателии, нумизматике. Ещё в 440 веке до н. э. Аристофан уже знал об увеличительном стекле и в одной из своих комедий упоминал лупу. Однако считают, что лупа была изобретена англичанином Роджером Беконом в 1250 году.Аристофан Роджер Бекон Рис. 1 Видимое увеличение лупы. 35 Для получения изображения предмет помещают между линзой (лупой) и её фокусом (см. рис. 1) близко к фокусу. Из рис. 1 с учётом того, что AO ≈ f (при рассмотрении предмета через лупу он должен находиться вблизи её фокуса; на рис. 1 из соображений удобства это не совсем соблюдается), имеем: Для угла φ2 согласно определению, справедливо: Подставляя эти отношения в основное выражение, получим: т. е. увеличение лупы равно отношению расстояния наилучшего зрения к фокусному расстоянию лупы. 2.2. МикроскопМикроскопы 18 века. Микроскоп – более сложный оптический прибор, с помощью которого можно рассматривать близкорасположенные предметы (или отдельные их части) с большим увеличением (до 1200 раз).
Самые ранние сведения о микроскопе относят к 1590 году и связывают их с именами Иоана Липперсгея и Захария Янсена, которые занимались изготовлением очков.Захарий Янсен Иоан Липперсгей В 1624 году Галилео Галилей представляет свой составной микроскоп.Микроскоп состоял из окуляра (ОК) и объектива (ОБ), расположенных на расстоянии L, Δ – длина тубуса: Δ = L –f об – f ок . Должно выполняться требование: Δ > f ок > f об. Из рис. 2 следует, чтоИз рис. 2 следует, чтоИз подобия заштрихованных на рис. 2.2 треугольников имеем:Для углаφ2 согласно определению справедливо такое же соотношение как и в случае лупы.Подставив эти выражения в основное получаюРис. 2 Видимое увеличение микроскопа. 2.3.Зрительные трубыЗрительные трубы предназначаются для наблюдения удалённых предметов (астрономические зрительные трубы, телескопы, бинокли). Годом изобретения телескопа, а вернее зрительной трубы, считают 1607 год, когда голландский очковый мастер Иоанн Липперсгей продемонстрировал своё изобретение в Гааге. Тем не менее в выдаче патента ему было отказано в силу того, что и другие мастера, как Захарий Янсен из Мидделбурга и Якоб Метиус из Алкмара, уже обладали экземплярами подзорных труб, а последний вскоре после Липперсгея подал в голландский парламент запрос на патент. Наибольшее распространение получили зрительные трубы по схеме Кеплера. Труба Кеплера (см. рис. 3) состоит из длиннофокусного объектива и короткофокусного окуляра, причём расстояние между объективом и окуляром равно сумме фокусных расстояний этих линз. Рис. 3. Видимое увеличение трубы Кеплера Из геометрических построений (см. рис. 3) следует, что Изображение A'B' рассматривается глазом через окуляр как через лупу. Согласно определению увеличение трубы Кеплера 3.Практическая часть.1. На оптическую скамью устанавливаю линзу № 1 и определяю её фокусное расстояние, получая на экране чёткое изображение удалённого предмета.2.Устанавливаю вертикально расположенную миллиметровую сетку на таком расстоянии, чтобы, приблизив глаз к лупе, увидеть отчётливое изображение сетки. Определяю видимое число ячеек n1. 3. Удаляю линзу и определяю число ячеек n2.а) теоретическое значение увеличенияб) практическое значение увеличения3. Результаты измерений и вычислений занесла в табл. 1
Табл. 1 Видимое увеличение лупы Характеристика изображения: прямое, увеличенное, мнимое. Полученное значение увеличения в ходе эксперимента примерно равно теоретическому. 3.2. СБОРКА МОДЕЛИ МИКРОСКОПА
3. Определила Г*эксп для микроскопа, наблюдая одновременно за изображениями двух линеек. 4. Зная f об, f оки определив Δ, D 0 , рассчитала Г*теор по формуле:
Табл. 2 Видимое увеличение микроскопа. Характеристика изображения: перевёрнутое, увеличенное, мнимое. Полученное значение увеличения в ходе эксперимента совсем немного отличается от теоретического, это можно объяснить допущенной погрешностью измерений. 3. 3.СБОРКА МОДЕЛИ ТРУБЫ КЕПЛЕРА1. Используя в качестве окуляра линзу № 2, а в качестве объектива –линзу № 1, собрала модель трубы Кеплера. Через трубу рассмотрела изображение дерева за окном, оно оказалось перевёрнутым.Установила линзы на оптической скамье так, чтобы расстояние между ними равнялось сумме фокусных расстояний объектива и окуляра. За объективом на большом расстоянии поставила метровую линейку.2. Найти Г*эксп способом, аналогичным п. 3 предыдущего задания не удалось, над системой линз не видно шкалы линейки . Но сравнив размер линейки через окуляр и истинный, можно сказать, что они отличаются примерно в 2 раза. 3. Зная f об, f ок, рассчитала Г*теор по формуле . 4. Результаты измерений и вычислений занесла в табл. 3.
Табл. 3 Видимое увеличение трубы Кеплера. Характеристика изображения: перевёрнутое, увеличенное, мнимое. Полученное значение увеличения в ходе эксперимента примерно равно теоретическому. В ходе выполнения работы я познакомилась с историей создания и принципом работы оптических приборов, убедилась в том, что роль оптических систем, для дальнейшего развития науки и техники, очень велика. Используя школьное оборудование я создала модели лупы, микроскопа и трубы Кеплера, охарактеризовала изображение, измерила увеличение и сравнила с вычисленным теоретическим значением, они оказались почти одинаковы, а это значит, что практический способ определения увеличения приборов был выбран правильно. Проведение экспериментальных исследований, изучение и анализ теоретического материала позволило достичь поставленной цели проекта. Полученные результаты исследований найдут практическое использование на уроках и факультативах по физике. 4.Заключение: Спасибо за внимание! |