|
Wymagane elementy:
Opis eksperymentu:
Oświetlacz ustawiamy na jednym końcu ławy, przed kondensorem oświetlacza umieszczamy przezrocze przedmiotowe e uchwycie. Na drugim końcu ławy umieszczamy ekran. Przesuwając soczewkę wzdłuż ławy uzyskujemy, na ekranie ostry obraz fragmentu przezrocza.
Przykładowe polecenia dla uczniów:
Zastosowania:
Aparaty używają soczewek aby skupić obraz na filmie. Projektory filmowe posiadają ruchomą soczewkę aby wyświetlać ostry obraz na ekranie. Twoje oko to soczewka. Obraz formowany z tyłu twojego oka jest odwrócony, to twój mózg interpretuje go jako właściwy.
Wymagane elementy:
Opis eksperymentu:
Przez soczewkę A obserwujemy przeźrocze przedmiotowe. Widzimy jego powiększony obraz pozorny.
Znając ogniskową soczewki A ( zmierzyliśmy ją w poprzednim ćwiczeniu) możemy wyznaczyć powiększenie umowne lupy:
Przykładowe polecenia dla uczniów:
Powiększanie obrazu
Spróbuj następujących ćwiczeń na każdej z trzech soczewek.
1. Połóż soczewkę płasko na zapisanej kartce (np. na tej stronie). Powoli podnoś soczewkę ze strony. Opisz obraz liter widzianych przez soczewkę i zmiany jakie zachodzą w trakcie oddalania soczewki od kartki. Kontynuuj oddalanie soczewki aż odległość między nią, a kartką będzie większa niż ogniskowa.
2. Opisz zmiany zachodzące w obrazie w czasie zbliżania soczewki do oka. Jeśli soczewka jest w stanie wytworzyć obraz większy od rzeczywistego obiektu, wtedy może być używana jako szkło powiększające.
3. Opisz różnice w zachowaniu obrazu, które zauważyłeś stosując każdą z trzech soczewek.
4. Trzymając soczewkę bardzo blisko oka zbliżaj ją do kartki tak aby litery stały jak największe. To jest poprawny sposób stosowania szkła powiększającego.
Poznaj powiększenie.
Używając tylko tych soczewek. które są szkłami powiększającymi obserwuj różne obiekty.
5. Znajdź bardzo mały obiekt taki jak mała wydrukowana literka i patrz na nią przez szkło powiększające.
6. Narysuj obiekt o rzeczywistej wielkości i potem dla porównania narysuj go w rozmiarze jaki zaobserwowałeś przez każde ze szkieł powiększających.
Urządzenia powiększające pomagają nam w patrzeniu na bardzo małe obiekty. Niektóre urządzenia powiększające zbudowane z wielu soczewek powiększają obraz nawet ponad tysiąckrotnie.
Wymagane elementy:
Opis eksperymentu:
Ustawiamy soczewkę C ( okular lunety) przed soczewką A ( obiektyw lunety) i obserwujemy przeźrocze, ustawione możliwie najdalej od soczewki A. Możemy również obserwować inny oddalony przedmiot
Przykładowe polecenia dla uczniów:
Wymagane elementy:
Opis eksperymentu:
Ustawiamy soczewkę B ( okular lunety) przed soczewką A ( obiektyw lunety) i obserwujemy przeźrocze, ustawione możliwie najdalej od soczewki A. Możemy również obserwować inny oddalony przedmiot.
Przykładowe polecenia dla uczniów:
Wymagane elementy:
Opis eksperymentu:
Cztery powyższe eksperymenty możemy powtórzyć używając zamiast soczewki A soczewkę Frsnela. Możemy zmierzyć jej ogniskową, użyć jej jako lupy lub obiektywu w lunecie Galileusza i Keplera.
Przykładowe polecenia dla uczniów:
Zastosowania:
Soczewka Frensela jest cieńką soczewką. Tylko jedna strona soczewki jest zakrzywiona. Ta strona jest złożona z serii łuków odpowiadających krzywiźnie normalnej soczewki o tej samej ogniskowej. Soczewki Fresnela są czasem używane tam gdzie potrzebne są duże i jednocześnie lekkie soczewki np. w latarniach morskich.
Wymagane elementy:
Opis eksperymentu:
Przed świecącym oświetlaczem ustawiamy ekran tak aby widzieć na nim ostry obraz włókna żarówki halogenowej. Między oświetlacz a ekran wstawiamy siatkę dyfrakcyjną. Na ekranie obserwujemy rozkład światła w 1 i –1 rzędzie ugięcia. Między tymi obrazami widać nie rozszczepiony 0 rząd.
Przykładowe polecenia dla uczniów:
Zastosowania:
Każdy materiał obserwowany w świetle widzialnym odbija tylko ściśle określoną część jego widma, wygaszając pozostałe barwy. Naukowcy wykorzystują tę właściwość aby określić z jakich materiałów zbudowane są np. odległe gwiazdy. Ten proces zwany SPEKTROSKOPIĄ jest bardzo przydatny ponieważ pozwala określić z czego zbudowany jest obiekt nie poddając go skomplikowanym analizą chemicznym.
Wymagane elementy:
Opis eksperymentu:
Ustawiamy soczewką A za oświetlaczem tak aby wiązka światła za soczewką była Quazi równoległa. Za soczewką umieszczamy polaryzator, następnie skrzyżowany z nim analizator, na ustawionym dalej ekranie znika wiązka światła. Obracajac analizator natężenie światła na ekranie stopniowo wzrasta.
Obserwacje polaryskopowe.
Pomiędzy skrzyżowany polaryzator i analizator wkładamy płatek miki lub kawałek dwójłomnej folii ( bardzo dobre są torebki w które opakowane są elementy optyczne). Obracając lub przekrzywiając kawałek materiału dwójłomnego obserwujemy na ekranie zmieniające się barwy polaryskopowe. Dysponując odpowiednimi tabelami tych barw możemy wyznaczyć różnice dróg optycznych, wprowadzanych przez element dwójłomny. Zginając, lub lepiej ściskając, kawałek pleksi można zobrazować wytworzone w materiale naprężenia.
Przykładowe polecenia dla uczniów:
Zastosowania:
Polaryzatory są używane w niektórych okularach przeciw słonecznych aby wygasić światło odbite. Są również używane przez inżynierów badających plastikowe modele budynków i maszyn aby odkryć ewentualne błędy konstrukcyjne.
Wymagane elementy:
Opis eksperymentu:
Laserem HeNe o znanej długości fali ( 632,8 nm) świecimy przez siatkę dyfrakcyjną, na ekran, lub w celu poprawienia dokładności pomiaru, na białą kartkę A4 lub ścianę.
Obserwujemy ugięcie światła na siatce, dla załączonej siatki obserwujemy rząd 1,-1 i 0. Mierząc odległość ekranu ( ściany) od siatki dyfrakcyjnej[ X] i odległość 1 lub –1 rzędu od rzędu 0 [ Y] obliczamy kąt ugięcia.
tgα= Y/X
następnie, z równania siatki dyfrakcyjnej:
d sinα=m λ,
wyznaczamy stałą siatki d
d=m λ/sinα
Przykładowe polecenia dla uczniów:
Wymagane elementy:
Opis eksperymentu:
Zamocowany na ławie optycznej hologram oświetlamy białym światłem oświetlacza halogenowego. Zmieniaj położenie hologramu względem źródła światła aż ujrzysz wyraźnie wszystko co zostało na nim umieszczone
Przykładowe polecenia dla uczniów:
Zastosowania:
Hologramy są w stanie utworzyć trójwymiarowy obraz z płaskiej powierzchni filmu. Niektóre hologramy mogą pokazywać wszystkie strony obiektu na płaskiej powierzchni. Są one używane do projekcji bardzo realistycznie wyglądających obrazów. Inżynierowie stosują hologramy urządzeń aby wykryć słabe i zużyte miejsca. Hologramy są również zamieszczane na niektórych kartach kredytowych aby utrudnić zadanie fałszerzą.
Wymagane elementy:
Opis eksperymentu:
Zamocowanym na ławie optycznej laserem świecimy w jeden koniec światłowodu.
Przykładowe polecenia dla uczniów:
Opis światłowodu:
Światłowód jest częściowo zbudowany ze szkła. Spróbuj delikatnie wygiąć światłowód aby sprawdzić czy jest sztywny, czy giętki.
Zastosowania:
Informacje mogą być przesyłane przez strumień światła biegnący przez światłowód. Światłoczułe mikroprocesory mogą sczytywać informacje przesyłane przez światłowody z częstotliwością 9 miliardów malutkich impulsów na sekundę. Światłowody optyczne tak cienkie jak ten którego używałeś w doświadczeniach mogą obsłużyć wiele rozmów telefonicznych w tym samym czasie. Lekarze mogą włożyć światłowód w naczynia krwionośne pacjenta i obserwować jego serce. O nowych zastosowaniach światłowodów wciąż informują gazety i czasopisma.
Wymagane elementy:
Opis eksperymentu:
Skonstruuj rzutnik
Włącz oświetlacz i przymocuj w niewielkiej odległości slajd który chcesz wyświetlić. Następnie na kolejnym wsporniku zamocuj jedną z soczewek i ustaw ją przed slajdem. Ustaw soczewkę tak aby na ekranie pojawił się ostry obraz wyświetlanego slajdu.
Przykładowe polecenia dla uczniów:
Zastosowania:
Ten rodzaj układu soczewek jest używany m.in. w rzutnikach slajdów oraz w projektorach filmowych. Światło przechodzi przez obraz i jest rzutowane przez soczewkę na ekran. Na tej samej zasadzie działają duże ekrany telewizyjne.