Лабораторная работа 5 ГДЗ Мякишев 11 класс (Физика)

Собираем электрическую цепь, подключив лампочку к источнику тока через выключатель. Лампочку ставим на один край стола, экран — на другой. Между ними помещаем линзу и передвигаем её вдоль рейки до получения резкого изображения светящейся буквы на экране.

Измеряем расстояния $$d$$ и $$f$$ несколько раз, затем находим средние значения:

$$f_{\text{ср}}=\frac{200+196+201+198+199}{5}=198{,}8\ \text{мм}=0{,}1988\ \text{м}$$

Расстояние от предмета до линзы:

$$d=500\ \text{мм}=0{,}500\ \text{м}$$

По формуле тонкой линзы:

$$\frac{1}{d}+\frac{1}{f}=\frac{1}{F}$$

находим фокусное расстояние:

$$F_{\text{ср}}=\frac{df_{\text{ср}}}{d+f_{\text{ср}}} =\frac{0{,}500\cdot 0{,}1988}{0{,}500+0{,}1988} \approx 0{,}142\ \text{м}$$

Оптическая сила линзы:

$$D_{\text{ср}}=\frac{1}{F_{\text{ср}}}=\frac{1}{0{,}142}\approx 7{,}04\ \text{дптр}$$

Абсолютную погрешность определяем по формуле:

$$\Delta D=\frac{\Delta_1}{d^2}+\frac{\Delta_2}{f^2}$$

Так как измерения проводятся при неизменном $$d$$, то $$\Delta_1=\frac{h}{2}$$, а для $$f$$ принимаем $$\Delta_2=h$$. При толщине линзы $$h=5\ \text{мм}=5\cdot 10^{-3}\ \text{м}$$ получаем:

$$\Delta D=\frac{h}{2d^2}+\frac{h}{f^2}$$

$$\Delta D=5\cdot 10^{-3}\left(\frac{1}{2\cdot 0{,}5^2}+\frac{1}{0{,}1988^2}\right)\approx 0{,}14\ \text{дптр}$$

Тогда результат измерения:

$$D_{\text{ср}}-\Delta D \le D \le D_{\text{ср}}+\Delta D$$

$$7{,}04-0{,}14 \le D \le 7{,}04+0{,}14$$

$$6{,}9 \le D \le 7{,}18\ \text{дптр}$$

Из опыта следует, что действительное уменьшенное изображение в собирающей линзе получается, если предмет расположен дальше двойного фокуса, то есть при $$d>2F$$.

Ответ: $$F_{\text{ср}}\approx 0{,}142\ \text{м}$$, $$D_{\text{ср}}\approx 7{,}04\ \text{дптр}$$, $$\Delta D\approx 0{,}14\ \text{дптр}$$, поэтому $$6{,}9 \le D \le 7{,}18\ \text{дптр}$$.