WWW.UK.X-PDF.RU

БЕЗКОШТОВНА ЕЛЕКТРОННА БІБЛІОТЕКА - Книги, видання, автореферати

 
<< HOME
CONTACTS




Продажа зелёных и сухих саженцев столовых сортов Винограда (по Украине)
Тел.: (050)697-98-00, (067)176-69-25, (063)846-28-10
Розовые сорта
Белые сорта
Чёрные сорта
Вегетирующие зелёные саженцы

Продажа зелёных и сухих саженцев столовых сортов Винограда (по Украине)
Тел.: (050)697-98-00, (067)176-69-25, (063)846-28-10
Розовые сорта
Белые сорта
Чёрные сорта
Вегетирующие зелёные саженцы
Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |

«ФІЗИКА МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ до виконання лабораторних робіт для студентів усіх напрямів підготовки бакалаврів денної та заочної форм навчання Розділ “Геометрична та хвильова оптика” Київ ...»

-- [ Страница 1 ] --

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ

ФІЗИКА

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання лабораторних робіт

для студентів усіх напрямів підготовки бакалаврів

денної та заочної форм навчання

Розділ “Геометрична та хвильова оптика”

Київ НУХТ 2011

Фізика: Метод. вказівки до викон. лаборатор. робіт для студ. усіх

напрямів підготовки бакалаврів ден. та заоч. форм навч. Розд. “Геометрична та хвильова оптика” / Уклад.: А.М. Король, Г.І.Бондар, Н.В. Медвідь, В.Є. Носенко, Б.І.Вербицький – К.: НУХТ, 2011. – 58 с.

Рецензент М.В. Лазаренко, канд. фіз.-мат. наук Укладачі: А.М. Король, доктор. фіз.-мат. наук, Г.І. Бондар Н.В. Медвідь, канд. фіз.-мат. наук В.Є. Носенко, канд. фіз.-мат. наук Б.І. Вербицький, канд. техн. наук Відповідальний за випуск А.М. Король, доктор. фіз.-мат. наук, проф.

Видання подається в авторській редакції Пропоновані методичні вказівки розраховані на студентів усіх напрямів підготовки бакалаврів денної та заочної і форм навчання, які виконують лабораторні роботи з розділу “Геометрична та хвильова оптика”.

При написанні вказівок авторський колектив кафедри фізики виходив з того, що вони не звільняють студентів від роботи над підручниками і лекційними матеріалами. Тому в коротких теоретичних частинах було викладено найголовніше, суть фізичних явищ, які перевіряються на дослідах.

Методика підготовки і проведення робіт у методичних вказівках базується на принципі розвитку самостійності студентів і вихованні їх як творчих працівників.

У написанні методичних вказівок брали участь викладачі кафедри:

А.М.Король, Г.І.Бондар (роб.ОПТ 1, ОПТ2), доц. Н.В.Медвідь ( роб. ОПТ3, ОПТ 4 ), доц. В.Є. Носенко (роб.ОПТ5, ОПТ 6), доц. Б.І.Вербицький ( ОПТ 7, ОПТ 8).

Список посилань міститься в кінці даних методичних вказівок.

Розділ І. ГЕОМЕТРИЧНА ОПТИКА Основні теоретичні відомості Оптика - розділ фізики, в якому вивчаються властивості, фізична природа світла та його взаємодія з речовиною. Поняття світла охоплює не тільки видиме світло, а й прилеглі до нього широкі ділянки спектра електромагнітних хвиль - інфрачервоне та ультрафіолетове випромінювання.

Сучасна оптика вивчає ділянку спектра від м’якого рентгенівського випромінювання до радіохвиль міліметрового діапазону.

Найпростіші оптичні явища, такі як утворення тіні та зображення в оптичних приладах, можна пояснити законами геометричної оптики.

Геометрична оптика має свою термінологію, понятійний аппарат і базується на чотирьох основних законах, що були виведені дослідним шляхом.

1. Закон прямолінійного поширення світла. Світло в прозорому однорідному середовищі поширюється прямолінійно. На основі цього закону звичайно пояснюють виникнення тіней і півтіней, явища сонячного і місячного затемнень.

2. Закон незалежності світлових пучків. Цей закон полягає в тому, що поширення будь-якого світлового пучка в середовищі не залежить від того, чи є в цьому середовищі інші світлові пучки.

3. Закон відбивання. Падаючий і відбитий промені лежать в одній площині з нормаллю (перпендикуляром N N) до поверхні поділу середовищ (AB), проведеною в точку падіння. Кут падіння і дорівнює куту відбивання і.

Кут падіння і кут між перпендикуляром NN та падаючим променем, а кут відбивання r – кут між перпендикуляром NN та відбитим променем (рис. 1).

–  –  –

До найпростіших оптичних приладів, зображення в яких можуть бути пояснені законами геометричної оптики, належать лупа, око, зорова труба, мікроскоп. Основним елементом оптичних систем є лінза.

Лінза Лінза ( Л) – це прозоре тіло, що обмежене з двох протилежних сторін двома викривленими ( найчастіше сферичними) поверхнями радіусами R1 та R2 відповідно. На цих поверхнях відбувається заломлення променів ( рис.2).

За дією лінзи поділяють на збирні, розсіювальні та телескопічні.

Рис.2

Головна оптична вісь лінзи – пряма, що проходить через центри кривизни сферичних поверхонь ( точки О1 та О2 точки на рис.2) і вершини заломлюючих поверхонь (точки С1 та С2 на рис.2).

Оптичний центр лінзи – точка, що лежить на оптичній осі лінзи ( точка С на рис.2). Промені світла, проходячи оптичний центр тонкої лінзи не заломлюються і тому не змінюють напрямок поширення.

Побічна оптична вісь лінзи - довільна пряма, що проходить через оптичний центр лінзи. Промені, що йдуть вздовж головної чи побічної оптичної осі, не змінюють напрямок свого поширення.

Головний фокус лінзи F – точка, де збираються всі промені, що падають на лінзу паралельно до її головної оптичної осі. Лінза має два фокуси – передній F( з боку падаючих променів) і задній F( з боку заломлених променів).

Фокальна відстань f - відстань від центру лінзи до фокуса.

Фокальна площина передня ПФП ( задня ЗФП ) - площина, що проходить через передній ( задній) фокус перпендикулярно головній оптичній осі лінзи.

Промені побудови зображень – промені, подальший напрямок поширення яких після відбивання чи заломлення відомий.

Для графічної побудови зображень предмета АВ за допомогою лінзи ( оптичної системи) використовують такі промені ( рис.3) :

1) промінь, що проходить через оптичний центр лінзи, оскільки він не зазнає в ній заломлення ( промінь 1);

2) промінь, паралельний головній оптичній осі лінзи, оскільки після заломлення він проходить через її задній головний фокус F( промінь 2);

3) промінь, що проходить через головний передній фокус лінзи F, оскільки після заломлення в ній він проходить паралельно головній оптичній осі (промінь 3).

–  –  –

де а і b - відстані від оптичного центра лінзи відповідно до предмета і зображення; nл, nс - абсолютні показники заломлення лінзи і середовища; R1, R2 - радіуси кривизни сферичних поверхонь лінзи.

Величина D = 1/f називається оптичною силою лінзи і виражається в діоптріях (1 дптр = 1 м-1). Для збирної лінзи D 0. Одна й та сама лінза може бути як збирною, так і розсіювальною, залежно від значень відношення nл./nс.

–  –  –

ВИЗНАЧЕННЯ ПОКАЗНИКА ЗАЛОМЛЕННЯ СКЛЯНОЇ

ПЛАСТИНКИ ЗА ДОПОМОГОЮ МІКРОСКОПА

Мета роботи: вивчити будову мікроскопа, навчитися працювати з ним та ознайомитись із методом визначення показника заломлення прозорої пластинки за допомогою мікроскопа. Визначити показник заломлення скляної пластинки.

Додаткові теоретичні відомості Основні теоретичні відомості до цієї лабораторної роботи наведені в розділі „ Геометрична оптика” на с. 4 – 8.

Метод визначення показника заломлення за допомогою мікроскопа є одним із важливих оптичних методів. Мікроскоп - оптичний прилад, який дає змогу одержати збільшене зображення малих обєктів. Людське око може розрізняти на відстані нормального зору (25 см) дрібну структуру, тобто якщо відстані між її сусідніми елементами не менше ніж 0,08 мм. Розміри бактерій, органічних клітин, дрібних кристалів значно менші від цієї величини, тому для визначення їхніх форм і розмірів використовують оптичні мікроскопи, які дають можливість розрізняти структуру з відстанню між елементами до 0,1 мкм, тобто збільшувати зображення мікрообєкта приблизно в 1200 разів. Подальше збільшення зображення оптичними мікроскопами неможливе, тому що дифракція світла призводить до спотворення зображення й обмежує роздільну здатність мікроскопа (максимальна роздільна здатність становить 200 нм).

Оптичний мікроскоп складається із двох основних частин - механічної та оптичної.

Механічна частина складається із штатива, рухомого тубуса з механізмом рейкової передачі обертального руху в поступальний (кремальєрою), предметного столика. За допомогою мікро- та макрометричних гвинтів здійснюється фокусування мікроскопа.

Оптична частина складається із освітлювача, об’єктива й окуляра, які є короткофокусними збиральними системами ( лінзами).

Принцип дії мікроскопа Дія мікроскопа пояснюється на рис. 4, на якому показана його оптична схема, хід променів та побудова зображення предмета. Для досягнення великих збільшень в мікроскопі застосовують комбінацію двох збирних лінз, розміщених на певній віддалі одна від одної - обєктива (ОБ) та окуляра (ОК).


Купить саженцы и черенки винограда

Более 140 сортов столового винограда.


Від джерела світло падає на дзеркало 1 і, пройшовши діафрагму 2 та конденсор 3, освітлює об’єкт АВ, який лежить на предметному столику 4.

Діафрагма 2 та конденсор 3 забезпечують рівномірне освітлення поля зору.

Додаткові діафрагми 6 і 7, які встановлені відповідно біля об’єктива 5 та окуляра 8 відповідно, допомагають поліпшити зображення предмета.

Для побудови зображення предмета АВ, що утворює об’єктив, використовують такі промені :

1) промінь, що проходить через оптичний центр лінзи, оскільки він не зазнає в ній заломлення ( промінь 1, рис.3);

2) промінь, паралельний головній оптичній осі лінзи, оскільки після заломлення він проходить через її задній головний фокус F( промінь 2, рис.3);

Досліджуваний об’єкт АВ розміщують близько до передньої фокальної площини обєктива між його фокусом FОБ і подвійним фокусом 2FОБ ( рис.4).

Об’єктив 5, що складається із системи лінз, дає дійсне, обернене та збільшене зображення (проміжне) АВ об’єкта АВ у площині польової діафрагми 7, яка лежить між окуляром 8 та його переднім фокусом FОК. Це зображення розміщується на відстані D від заднього фокуса об’єктива FОБ.

Об’єктив дає збільшення gОБ D g ОБ = f ОБ

Рис.4

Проміжне зображення АВ розглядається оком (9 – кришталик, 10 – сітківка) крізь окуляр 8.

Окуляр відіграє роль лупи, тобто дає змогу розглядати зображення АВ під великим кутом зору. Для цього проміжне зображення АВ, що створене обєктивом, має потрапити у область між окуляром та його передньою фокальною площиною.

Для побудови зображення, що одержено за допомогою окуляра, беремо такі промені :

1) промені, що проходять через оптичний центр окуляра та крайні точки А та B зображення АB (пройдуть без зміни напрямку );

2) промені, що ідуть паралельно головній оптичній осі окуляра через крайні точки А та B зображення АB. Вони зберуться в задньому фокусі окуляра FОК.

Точки перетину цих променів визначать розташування зображення ABпісля окуляра, яке буде по відношенню до зображення АB уявним, прямим і збільшеним.

Окуляр дає додаткове збільшення gок

g ОК = f ОК

Зображення АВ око бачить найкраще на відстані найкращого зору D = 250 мм ( людині здається, що уявний образ АВ міститься перед оком на віддалі найкращого зору).

Кришталик ока на його сітківці утворює дійсне зображення АВ предмету АВ. Побудову цього зображення легко зробити, провівши два промені з крайніх точок зображення АВ через оптичний центр ока.

Загальне збільшення мікроскопа gм = gоб gок, Д 250 gм = f ОБ f ОК В приладобудуванні за величину беруть відстань між оптичними центрами окуляра та обєктива, що одержала назву довжини тубуса мікроскопа.

Побудуємо хід променів в плоскопаралельній пластинці при розгляді її під мікроскопом (рис. 5). Нехай в точку В (нижня подряпина) падає пучок світла від освітлювача. Розглянемо два промені з цього пучка: промінь А1В, що падає в точку В перпендикулярно до поверхні пластини, та промінь А2В кут падіння якого і. Промінь А2В, заломившись двічі, вийде з пластинки в точці С (промінь СD) паралельно початковому напрямку. Промінь СD буде зміщений на деяку відстань внаслідок заломлення. Промінь А1В пройде пластинку без заломлення (промінь ВК). Око крізь мікроскоп буде бачити уявне зображення нижньої подряпини (точка В) на перетині продовжень променів А1В (PK) і СD (CB). Товщина пластинки буде здаватися зменшеною до величини h (відстань ВP).

–  –  –

Порядок виконання роботи

1. За допомогою штангенциркуля виміряти товщину плоскопаралельної пластинки h. Вимірювання провести п’ять разів у різних місцях пластинки, результати занести в таблицю.

2. Покласти на предметний столик мікроскопа плоскопаралельну пластинку так, щоб нижня подряпина була напроти отвору в предметному столику. Зафіксувати її утримувачами.

3. Дзеркальцем спрямувати світло на пластинку крізь отвір у предметному столику.

4. Мікрогвинт, на якому нанесені поділки, повертати за напрямком руху годинникової стрілки до упору вниз (тубус мікроскопа при цьому опускається) і встановити його на нульову поділку.

5. Поворотом гвинта грубого настроювання (великий чорний гвинт) переконатися, що в полі зору послідовно з’являються зображення верхньої та нижньої подряпин.

6. Провести фокусування нижньої подряпини. Для цього голівку фокусувального гвинта повертати доти, доки максимально чітке зображення нижньої подряпини не стане помітно погіршуватись. Потім поворотом гвинта у протилежному напрямку домогтися попереднього чіткого зображення.

7. Піднімаючи тубус мікроскопа поворотом мікрогвинта за напрямком руху проти годинникової стрілки, провести фокусування верхньої подряпини, відмічаючи при цьому кількість повних обертів K, кількість великих поділок мікрогвинта L (ціна однієї поділки 0,01 мм) та маленькі поділки мікрогвинта M (ціна однієї маленької поділки мікрогвинта 0,002 мм).

Повний поворот мікрогвинта відповідає 0,1 мм. Тоді відстань між верхньою подряпиною та уявним зображенням нижньої подряпини (уявна товщина пластинки) буде

–  –  –

5. Яка теоретична роздільна здатність оптичного мікроскопа і чим вона зумовлена?

7. Від чого залежить збільшення мікроскопа?

6. У чому суть методу визначення показника заломлення прозорої пластинки за допомогою мікроскопа?

Література: [4, §115 ], [5, §4.1–4.14].

–  –  –

ВИЗНАЧЕННЯ ПОКАЗНИКА ЗАЛОМЛЕННЯ ТА КОНЦЕНТРАЦІЇ

РОЗЧИНІВ ЦУКРУ ЗА ДОПОМОГОЮ РЕФРАКТОМЕТРА

Мета роботи: вивчити явище повного внутрішнього відбивання, ознайомитися з рефрактометричним методом визначення показника заломлення і концентрації водних розчинів цукру.

–  –  –

Основні теоретичні відомості до цієї лабораторної роботи наведені в розділі „ Геометрична оптика” на с. 4 – 8.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |
 
Похожие работы:

«УДК 54+53(477)«20» КУЙБІДА Віктор Віталійович, д-р іст. наук., доцент каф. біології, директор Ін-ту фізичного виховання та природознавства ДВНЗ «Переяслав-Хмельницький держ. пед. ун-т ім. Г. Сковороди» (м. Переяслав-Хмельницький) ХІМІЯ І ФІЗИКА ТА ЇХ ТЕРМІНОЛОГІЇ (СУЧАСНИЙ ЕТАП) Розвиток суспільства, науково-технічне зростання, посилення міжнародної співпраці, обмін інформацією у фізичній та хімічній галузях не можуть обійтися без термінологічної уніфікації і взаємопроникнення назв та понять у...»

«МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут» Д.О. Воронович, І.В. Луньов, А.М. Охрімовський, О.В. Подшивалова ЕЛЕКТРИКА Й МАГНЕТИЗМ Навчальний посібник до лабораторного практикуму Харків «ХАІ» 2011 УДК [53 + 537 + 537.6] (076.5) Е45 Рецензенти: д-р фіз.-мат. наук, проф. М.І. Гришанов, доц. В.П. Олефір Воронович, Д. О. E45 Електрика й магнетизм [Текст]: навч. посіб. до лаб. практикуму / Д.О....»

«НАЦІОНАЛЬНИЙ ПЕДАГОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ імені М.П.ДРАГОМАНОВА ТОМАЩУК Олексій Петрович УДК 517(07):371.13 ПРОФЕСІЙНА СПРЯМОВАНІСТЬ ВИКЛАДАННЯ МАТЕМАТИЧНОГО АНАЛІЗУ В УМОВАХ ДИФЕРЕНЦІЙОВАНОЇ ПІДГОТОВКИ ВЧИТЕЛЯ МАТЕМАТИКИ 13.00.02 – теорія та методика навчання математики Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата педагогічних наук Київ–1999 Дисертацією є рукопис. Робота виконана в Національному педагогічному університеті імені М.П.Драгоманова, Міністерство освіти України....»




Продажа зелёных и сухих саженцев столовых сортов Винограда (по Украине)
Тел.: (050)697-98-00, (067)176-69-25, (063)846-28-10
Розовые сорта
Белые сорта
Чёрные сорта
Вегетирующие зелёные саженцы


 
2013 www.uk.x-pdf.ru - «Безкоштовна електронна бібліотека»