Решение: Исследование изображения линзы
Используя источник тока, осветитель 1, соединительные провода, направляющую, линзу 2 и экран, соберите оптическую установку для изучения свойств изображения, полученного с помощью собирающей линзы 2. Получите изображение предмета, расположенного на расстоянии 7,5 см от линзы. Абсолютная погрешность измерения расстояния равна ±2 мм. В развернутом ответе изобразите схему установки, запишите измеренные расстояния от лампы до линзы и от линзы до экрана с учётом погрешности, а также сделайте вывод о свойствах изображения: мнимое оно или действительное, уменьшенное или увеличенное, прямое или перевёрнутое.
Решение по шагам
4 шагаСобирают установку на одной направляющей: осветитель с лампой, собирающая линза и экран должны быть расположены последовательно и соосно.
Расстояние от предмета до линзы по условию равно $a = 7{,}5$ см. С учётом абсолютной погрешности его записывают как $a = (7{,}5 \pm 0{,}2)$ см.
$$a = (7{,}5 \pm 0{,}2)\ \text{см}$$Экран передвигают до получения наиболее резкого изображения и измеряют расстояние $b$ от линзы до экрана. Результат следует записать в виде $b = (b_0 \pm 0{,}2)$ см, где $b_0$ — показание линейки.
$$b = (b_0 \pm 0{,}2)\ \text{см}$$Поскольку изображение получается на экране, оно является действительным. Для собирающей линзы при расположении предмета за фокусом изображение перевёрнутое. Увеличение или уменьшение определяют сравнением высоты изображения с высотой предмета: при данных измерениях в ответе нужно явно указать результат такого сравнения.
$$\Gamma = \dfrac{H'}{H} = \dfrac{b}{a}$$Схема: осветитель с лампой — собирающая линза — экран. Расстояния записывают как $a=(7{,}5\pm0{,}2)$ см и $b=(b_0\pm0{,}2)$ см, где $b_0$ измерено экспериментально. Изображение, полученное на экране, является действительным и перевёрнутым; его увеличение или уменьшение устанавливают сравнением размеров изображения и предмета.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Не указывают экран в схеме или располагают элементы не на одной оптической оси.
Записывают погрешность только для расстояния от лампы до линзы, но не для расстояния от линзы до экрана.
Называют изображение мнимым, хотя мнимое изображение нельзя получить на экране.
Не сравнивают размеры предмета и изображения при определении увеличения или уменьшения.