☎ (098) 442-34-08; (066) 921-41-19; (093) 500-82-85 ✉ office@didactica.com.ua
(пусто)
 
Валюта:
English  Русский  Украинский 

Новини

20.04.2018 13:51:33
19.02.2018 16:29:31
27.04.2017 17:41:38
Підписатись на новини:
або RSS 2.0

Голосування

Версія для друку Версія для друку

Набір демонстраційний "Геометрична оптика" (розширений комплект)

12000.00 грн.
Артикул:  000939
Кількість:  

Демонстраційний набір по геометричній оптиці

1.Призначення.
Прилад призначений для демонстрації:
· Законів відбиття і заломлення світла, повного внутрішнього відображення, граничного кута відбиття
· Заломлення променів світла в пластині з плоскопараллельнимі гранями і при проходженні через призму
· Заломлення променів світла в лінзах.
· Побудови зображення предмета за двома точками, що не лежать на головній оптичній осі лінзи або дзеркала.
· Побудови ходу променів в трубі Кеплера, трубі Галілея і в мікроскопі.

2.Устройство приладу і його комплектація.
Прилад складається з наступних основних частин і вузлів:
· Осветитель. Являє собою змонтовані в металевому кожусі лампу і об'єктив у вигляді длиннофокусной збирає лінзи. Для регулювання і фокусування світлового потоку лампа має можливість повертатися навколо осі і пересуватися поступально по відношенню до об'єктиву.
Освітлювач живиться від джерела струму напругою в 12 В і може працювати автономно для отримання тіньової проекції статичних та динамічних фізичних моделей.
· Сталевий прямокутний екран білого кольору з чорними мітками. Екран закріплюється на стійці з триногою. На одному кінці екрану закріплена шторка з рівновіддаленими прорізами, частина яких може бути закрита засувками. Зі зворотного боку (по відношенню до засувок) на шторці є круглі отвори, в які можна вставити поворотні дзеркала. Прорізи в шторці і поворотні дзеркала забезпечують необхідне число світлових променів і їх напрям поширення. З боку освітлювача на шторки з прорізами можна встановити рамку з двома поруч розташованими червоним і зеленим (блакитним) світлофільтрами. При відкритих прорізах в шторці половина променів буде пофарбована червоним, а інша половина - зеленим (блакитним) кольором, а центральний промінь - білим. На осьової лінії прямокутного екрану є отвір, в який вставляється вісь дискового екрану, кожен квадрант якого розділений на 90 °.
Промені світла, виходячи з освітлювача, проходять через прорізи шторки і, відбиваючись від дзеркал, дають п'ять вузьких променів, які обертанням дзеркал можна направити по екранах паралельно один одному, або під певними кутами в будь-якому напрямку. Якщо потрібна тільки один середній (центральний) промінь, то дзеркала повертають на 90 °, а якщо потрібно тільки два бічних променя (або чотири бічних), то середній промінь перекривається засувкою на шторці.
Для більш ефективної демонстрації проходження та заломлення променів рекомендується користуватися світлофільтрами.
· До складу приладу входить наступний комплект оптики: призма прямокутна, призма трапециевидная, дзеркало плоске в рамці, на зворотному боці якого поміщена рифлена металева пластина для демонстрації дифузного віддзеркалення, дзеркало увігнуте, дзеркало опукле, лінза напівциліндричними, лінза двоопуклої з великою фокусною відстанню (F = 140 мм), лінза двоопуклої з малим фокусною відстанню (F = 70 мм), лінза Двояковогнутая (F = 70 мм), дві малих призми і екран малий. Всі елементи оптики мають магнітне кріплення на екранах.

3.Рекомендаціі з проведення дослідів з приладом.
1.Прямолінейное поширення світла.
Перед шторкою прямокутного екрану встановити освітлювач і отримати паралельні пучки світла. При наявності світлофільтрів пучки світла будуть забарвленими і распространяющимися незалежно один від одного.
2.Образованіе тіні.
Тіла, що не пропускають світло, називаються світлонепроникними. При висвітленні цих тіл за ними утворюється тінь.
Освітлювач встановити перпендикулярно прямокутного екрану, включити його і отримати на екрані світлий круг.
Помістити між освітлювачем і екраном непрозорий диск або кульку і отримати на екрані чітку тінь і півтінь цього предмета.
3.Зеркальное і дифузне відбиття світла.
Плоске дзеркало в обоймі встановити вздовж одного з діаметрів дискового екрана. Перед шторкою прямокутного екрану встановити освітлювач і отримати тільки центральний пучок світла, який повинен падати на плоске дзеркало перпендикулярно і відображатися в тому ж напрямку.
Повільно повертаючи дисковий екран, продемонструвати промінь падаючий і промінь відбитий, кут падіння і відбиття. Зафіксувати, що кут падіння і кут відображення рівні між собою (α = β).
Проведені досліди дають підставу сформулювати закони відбиття:
· Кут відбиття світла дорівнює куту падіння;
· Промені падаючий і відбитий, а також перпендикуляр, відновлений в точці падіння променя до межі розділу двох середовищ (повітря - дзеркало) лежать в одній площині.
Дисковий екран повернути так, щоб промінь світла падав на рифлену металеву поверхню, яка знаходиться на зворотному боці дзеркала. Продемонструвати відсутність концентрованого відбитого пучка світла. Відображені пучки спрямовані в різні сторони. Це і є дифузне відбиття.

4.Отраженіе від сферичних дзеркал.
Увігнуте сферичне дзеркало встановити на прямокутному екрані так, щоб центральний промінь після відбиття збігався з променем падаючим. Потім на дзеркало направити два бічних променя, паралельних центральному, і продемонструвати перетин цих променів в одній точці - в головному фокусі дзеркала. Відзначити цю точку олівцем.
Далі бічні промені за допомогою повороту дзеркал на шторці екрану направити так, щоб вони сходилися в головному фокусі (точці, зазначеної олівцем) і отримати пучок відбитих променів, паралельних один одному. Поворотом дзеркала навколо його полюса (вершини) продемонструвати поворот пучків відбитих променів, тобто роботу моделі прожектора.
Опукле дзеркало встановити так само, як і увігнуте. На дзеркало направити два паралельних променя і отримати розбіжні відбиті промені.

5.Преломленіе світла.
Встановити на дисковому екрані полуціліндріческую лінзу в контурі, окресленому на екрані. Дисковий екран повернути так, щоб центральний промінь світла (всі інші промені перекрити) падав перпендикулярно площині лінзи і продемонструвати, що промінь світла проходить через полуціліндріческую лінзи не заломлюючись.
Поворотом диска відхилити перпендикуляр від падаючого променя і визначити кут падіння α (кут між перпендикуляром до площини зрізу на лінзі і падаючим променем). Показати, що в точці падіння на площину напівциліндра промінь заломлюється і виходить з нього під меншим кутом γ. Звернути увагу на те, що переломлений промінь всередині напівциліндра йде по радіусу і виходить без зміни напрямку так як заломлюючої поверхнею в цьому випадку є циліндрична поверхня, перпендикулярна до радіуса в загальній їх точці.
Звернути увагу і на те, що зі зміною кута падіння відповідно змінюється і кут заломлення, що коли промінь проходить з оптично менш щільного середовища (повітря) в оптично більш щільне середовище (скло), то кут падіння завжди більше кута заломлення.
Необхідно відзначити, що одночасно з заломленим променем з'являється промінь, відбитий від плоскої поверхні напівциліндра. Цей промінь стає все яскравіше із збільшенням кута падіння, в той час як яскравість променя переломленого поступово слабшає.
Постановка цих дослідів з дисковим екраном з градусної шкалою дозволяє вимірювати кути падіння і заломлення і далі за відомою формулою визначати коефіцієнт заломлення скла, з якого виготовлений напівциліндр.

6.Повна внутрішнє віддзеркалення.
Продовжуючи попередній досвід, направити центральний промінь світла на полуціліндріческую лінзу з боку її випуклої частини по центру. У цьому випадку промінь світла проходить напівциліндр без заломлення. За допомогою диска екран з полуціліндріческой лінзою, отримати промінь, падаючий під кутом до горизонтальної площини лінзи α. При виході з напівциліндра з боку плоскої грані промінь заломлюється і відхиляється від горизонтального діаметра, утворюючи кут заломлення γ.
Збільшити кут падіння променя до тих пір, поки кут заломлення не наблизиться до прямого. Зазначити, що одночасно з заломленим променем з'являється відбитий промінь, який буде тим яскравіше, чим більше кут заломлення наближається до 90˚. Заломлений промінь слабшає по яскравості, поки не буде отримано повне внутрішнє відбиття.
Кут падіння, при якому настає повне внутрішнє віддзеркалення, називається граничним кутом повного внутрішнього відображення. При переході світла зі скла в повітря цей кут приблизно дорівнює 40˚. При подальшому збільшенні кута падіння явище повного внутрішнього відображення зберігається.
Явище повного внутрішнього відображення має широке застосування. Воно, зокрема, використовується в призмах, за допомогою яких можна змінювати напрямок світлових променів. Для демонстрації встановити на прямокутному екрані призму і направити на неї бічній промінь (центральний перекрити). Після подвійного повного внутрішнього відображення промінь світла зі зміщенням повертає назад. При різних положеннях призми можна міняти напрям променя на 90˚ або поміняти промені місцями.

7.Прохожденіе променя світла через пластину, обмежену паралельними плоскими гранями.
На прямокутному екрані встановити плоскопараллельную пластину більшою підставою в напрямку центрального променя, переконавшись у тому, що промінь світла проходить пластину без заломлення. Плавно повертаючи пластину, спостерігати, що після подвійного заломлення промінь світла виходить з пластини паралельно падаючому, але зі зрушенням.
Зі збільшенням кута падіння променя збільшується і зрушення виходить променя, але паралельно падаючому.

8.Прохожденіе променя світла через призму.
На прямокутному екрані залишити тільки центральний промінь, нижче його встановити плоскопараллельную пластину з гострими кутами або равнобедренную призму так, щоб промінь світла проходив через вершину кута. Промінь світла при цьому заломлюється і забарвлюється в кольори веселки. Це особливо добре видно, якщо на шляху виходить променя покласти на стіл малий похилий екран.
Для демонстрації ходу променя в призмі її встановити так, щоб усередині призми промінь пройшов значний шлях. Звернути увагу, що промінь переломлений завжди відхиляється до основи призми.
Міняючи кут входу променя в призму, легко помітити, що мінімальний кут відхилення променя виходить в тому випадку, коли кут входу дорівнює куту виходу променя з призми. Встановлюючи той чи інший заломлює кут, переконатися в наступному: чим більше заломлює кут призми, тим більше мінімальний кут відхилення.

9.Прізматіческій перископ.
На шляху центрального променя на прямокутному екрані встановити равнобедренную призму так, щоб вона відхиляла промінь світла на 90˚. На шляху відбитого променя помістити другий призму, повертаючу промінь світла ще на 90˚. В результаті продемонструвати модель призматичного перископа.

10.Прохожденіе променів світла через лінзи.
Освітлювач по відношенню до прямокутного екрану встановити так, щоб центральний промінь проходив по центру екрана паралельно верхньому його краю і був направлений на рисочку на правому краю екрана. Для лінз цей промінь буде головною оптичною віссю.
Заслінками або дзеркалами на екран можна вивести ще два або чотири променя, паралельних центральному. Для відмінності променів, розташованих зверху і знизу головної оптичної осі, на шторку надіти світлофільтр так, щоб центральний промінь залишався білим, а промені, розташовані з боків центрального, офарблювалися червоним і зеленим кольором.
Перпендикулярно головної оптичної осі на прямокутному екрані встановити збирає лінзу так, щоб центральний промінь проходив через оптичний центр лінзи. Заслінками і обертовими дзеркалами утворити п'ять паралельних променів, які проходять через лінзу і збираються в одній точці - в головному фокусі. Точка забарвлюється райдужним кольором. Це явище сферичної аберації. Для її усунення прибрати крайні промені.
У підсумку на лінзу спрямовані три промені, паралельні головній оптичній осі. Пройшовши лінзу, вони збираються в фокусі. Виміряти головне фокусна відстань лінзи. Воно виявляється рівним приблизно 140 мм.
Далі за допомогою дзеркал промені зробити трохи сходяться, а потім розходяться. У першому випадку точка перетину променів виявиться правіше, а у другому - лівіше головного фокуса.
Бічні промені спрямувати на лінзу так, щоб вони попередньо перетнули головну оптичну вісь в точці, що лежить перед лінзою. Якщо ця точка співпаде з другим головним фокусом, то після лінзи промені підуть паралельно. В іншому випадку промені будуть сходяться, або розходяться.
Повторити досвід з двоопуклою лінзою з фокусною відстанню 70 мм. Порівняти товщину лінз і встановити зв'язок між радіусом кривизни заломлюючих поверхонь і фокусними відстанями.
Замінити двоопуклоюлінзу двояковогнутой і продемонструвати з нею досліди, аналогічні попереднім, розділивши їх на три серії:
· Промені світла направити через оптичний центр лінзи. Вони проходять лінзу, зберігаючи початкове напрям. Бічний зсув крайніх променів ледь помітний. Це пояснюється тим, що середина у розсіює лінзи тонші, ніж у збирає.
· На лінзу направити три паралельних променя. Виходять промені розходяться в різні боки, причому кожен промінь поступово розширюється і тому зменшується його яскравість. Велика ширина променів ускладнює визначення їх напрямки. Щоб визначити положення головного фокуса, необхідно за направлення променів прийняти середню лінію смужок на екрані. Точка перетину цих ліній з головною оптичною віссю буде першим уявним фокусом лінзи. Виміряти величину головного фокусної відстані.
· Промені світла спрямувати на лінзу так, щоб їх продовження проходило за лінзу через головний її фокус. Виходять промені йдуть паралельно головній оптичній осі.

11.Ход променів в мікроскопі.
На шторку з щілинним пристроєм надіти світлофільтр. На екран під третьою міткою, рахуючи від шторки, встановити малу збирає лінзу (F = 70 мм). Ця лінза буде служити об'єктивом моделі мікроскопа.
На шторці екрана 7 щілин, поворотні дзеркала розташувати проти щілин 1 і 2, 6 і 7 (нумерація щілин ведеться зверху вниз).
Відкрити щілину 4 і отримати на екрані білу смужку, що зображає головну оптичну вісь об'єктива. Переміщаю лінзу у вертикальній площині, домогтися такого положення, при якому вона не змінює напрямки білого променя світла. Відкрити щілину 3 і отримати пофарбований промінь, що йде паралельно головній оптичній осі. Потім відкрити щілину 1 і, повертаючи дзеркала, розташовані проти 1 і 2 щілин, направити пофарбований промінь на оптичний центр лінзи і отримати зображення побічної оптичної осі. Обидва промені перетинаються перед лінзою в точці А, яка служить одній з крайніх точок розглянутого об'єкта. Вона розташована між головним і подвійним фокусною відстанню об'єктива. Тому її дійсне зображення виходить в точці А1 за подвійним фокусною відстанню лінзи.
Після цього на екрані під шостий міткою встановити другу лінзу-окуляр з фокусною відстанню 140 мм. Світлові промені, пройшовши через другу лінзу, залишаються розбіжними, так як окуляр діє як лупа.
Далі слід показати, що промені світла потрапляють в око спостерігача, заломлюються ще раз в кришталику і збираються на сітківці ока, даючи дійсне зображення точки. При цьому спостерігачеві здається, що промені виходять з уявної точки А2.
Потім продемонструвати хід променів від іншої крайньої точки В. Луч, паралельний головній оптичній осі, отримати від щілини 5, а промінь, що проходить через оптичний центр об'єктива, - за допомогою поворотних дзеркал від щілин 6 і 7.
Всі інші точки уявного зображення розташовуються між зображеннями точок А2 і В2. В результаті око спостерігача бачить уявне, збільшене, зворотне щодо об'єкта зображення, розташоване від ока на відстані найкращого зору (25 см для нормального ока).

12.Ход променів в трубі Галілея.
Збирає довгофокусну лінзу встановити проти третьої позначки екрану, а проти п'ятої встановити розсіюють лінзу. За допомогою дзеркал і щілин вивести промені. В результаті формується уявне, збільшене і пряме зображення.

Є питання?

Ви можете задати нам питання за допомогою наступної форми.

Ім'я:

Email

Будь ласка, сформулюйте Ваші питання щодо: Набір демонстраційний "Геометрична оптика" (розширений комплект):


Введіть число, зображене на малюнку
code

Працює на основі скрипту інтернет-магазину WebAsyst Shop-Script