Вимірювання радіуса кривини заломлюючої поверхні лінзи.

Як відомо, оптична сила такої сферичної лінзи у параксіальному наближенні:

Вимірювання радіуса кривини заломлюючої поверхні лінзи. - student2.ru (1)

де Вимірювання радіуса кривини заломлюючої поверхні лінзи. - student2.ru – показник заломлення речовини лінзи щодо середовища;

Вимірювання радіуса кривини заломлюючої поверхні лінзи. - student2.ru – радіуси кривини заломлюючих поверхонь лінзи.

Якщо поверхня опукла, то в співвідношенні (1) перед Вимірювання радіуса кривини заломлюючої поверхні лінзи. - student2.ru і Вимірювання радіуса кривини заломлюючої поверхні лінзи. - student2.ru береться знак „+”; якщо ж поверхня вгнута, то береться знак „–”.

У такому разі оптична сила двоопуклої лінзи у повітрі:

Вимірювання радіуса кривини заломлюючої поверхні лінзи. - student2.ru (2)

Для визначення радіусів кривизни Вимірювання радіуса кривини заломлюючої поверхні лінзи. - student2.ru і Вимірювання радіуса кривини заломлюючої поверхні лінзи. - student2.ru можна виміряти радіуси темних кілець Ньютона, спостерігаючи лінзу у відбитому світлі. Зрозуміло, що ширина темного кільця, яке спостерігається, визначається індивідуальною чутливістю ока та спектральним складом випромінювання, яке пропускає фільтр, що використовується в досліді. Для визначення Вимірювання радіуса кривини заломлюючої поверхні лінзи. - student2.ru або Вимірювання радіуса кривини заломлюючої поверхні лінзи. - student2.ru збирають експериментальний пристрій, зображений на мал. 8.

Вимірювання радіуса кривини заломлюючої поверхні лінзи. - student2.ru

Збиральна лінза 2 розбіжний пучок світла від джерела 1 перетворює у паралельний і спрямовує на напівпрозоре дзеркало 3 (дільник). Останнє частину пучка пропускає крізь себе: цей пучок в подальшому поглинається поглиначем 4. Інша частина пучка спрямовується на досліджувану лінзу 5. Внаслідок відбивань на поверхні Вимірювання радіуса кривини заломлюючої поверхні лінзи. - student2.ru лінзи 5 та на поверхні Вимірювання радіуса кривини заломлюючої поверхні лінзи. - student2.ru скляної пластини 6 у відбитому світлі спостерігаються кільця Ньютона. Зрозуміло, що їх спостереження можливе лише поблизу головної оптичної осі лінзи, так що вимірювання діаметрів кілець проводиться з допомогою окулярного мікрометра мікроскопа.

На перший погляд, радіус темного кільця Ньютона (середня лінія) порядку m:

Вимірювання радіуса кривини заломлюючої поверхні лінзи. - student2.ru

Однак, це співвідношення виведене у припущенні, що між лінзою і пластинкою відсутній пил та що під час притискання лінзи до скла вона додатково не розплющувалась. Однак в реальності, можливе і те і інше. Якщо між лінзою 5 і пластиною 6 попала порошина діаметром Вимірювання радіуса кривини заломлюючої поверхні лінзи. - student2.ru , то товщина повітряного прошарку між лінзою і пластиною:

Вимірювання радіуса кривини заломлюючої поверхні лінзи. - student2.ru .

У відбитому світлі спостерігатиметься деструктивна інтерференція (темні кільця), якщо:

Вимірювання радіуса кривини заломлюючої поверхні лінзи. - student2.ru Вимірювання радіуса кривини заломлюючої поверхні лінзи. - student2.ru

Вимірювання радіуса кривини заломлюючої поверхні лінзи. - student2.ru

Для того, щоб позбутися невідомого діаметру порошини Вимірювання радіуса кривини заломлюючої поверхні лінзи. - student2.ru , виміряємо діаметри двох кілець Ньютона. Для зменшення похибок експерименту доцільно брати якомога більш віддалені одне від одного кільця. Тоді отримуємо:

Вимірювання радіуса кривини заломлюючої поверхні лінзи. - student2.ru (3)

Довжину хвилі світлового випромінювання Вимірювання радіуса кривини заломлюючої поверхні лінзи. - student2.ru визначають, знаючи смугу пропускання фільтра.

У такий спосіб (3) можна визначити радіус кривини кожної із двох опуклих поверхонь лінзи Вимірювання радіуса кривини заломлюючої поверхні лінзи. - student2.ru і Вимірювання радіуса кривини заломлюючої поверхні лінзи. - student2.ru , а відтак розрахувати її оптичну силу Вимірювання радіуса кривини заломлюючої поверхні лінзи. - student2.ru згідно із (2). Запропонуйте спосіб визначення радіуса кривини вгнутої поверхні лінзи, ґрунтуючись на спостереженні кілець Ньютона. Що зміниться в розрахунках, якщо пил між лінзою і пластинкою відсутній, а лінза притиснута до пластини настільки сильно, що вона розплющилась? Яким чином описаний тут пристрій можна використати в цілях спектрометрії?

Наши рекомендации