ΟΠΤΙΚΗ Ι
Μελέτη οπτικών φαινομένων στο γωνιομετρικό
δίσκο
( 1. Παραγωγή φωτεινής ακτίνας- Ανάκλαση του φωτός
2. Διάθλαση και ολική ανάκλαση
3. Σύγκλιση ή απόκλιση παράλληλης δέσμης από σφαιρική κάτοπτρα και φακούς
4. Μέτρηση εστιακής απόστασης κυρτού κατόπτρου και συγκλίνοντα φακού )
Στόχοι:
1.Εξοικείωση στη χρήση του γωνιομετρικού δίσκου και του προβολέα Reuter.
2.Eπιβεβαίωση του νόμου της ανάκλασης (γωνία π = γωνία α)
3.Παρατήρηση διάθλασης και ολικής ανάκλασης.
4.Παρατήρηση σύγκλισης ή απόκλισης παράλληλης δέσμης φωτεινών ακτίνων από σφαιρικά κάτοπτρα και φακούς.
5.Μέτρηση εστιακής απόστασης κοίλου κατόπτρου και συγκλίνοντα φακού.
ΟΡΓΑΝΑ:
Προβολέας Reuter σε βάση και πηγή τροφοδοσίας του (12V) – Διαφράγματα μίας και πολλών σχισμών- Γωνιομετρικός δίσκος σε βάση Εξαρτήματα γωνιομετρικού δίσκου ( επίπεδο κάτοπτρο- ημικύλινδρος- κοίλο/ κυρτό κάτοπτρο- συγκλίνων φακός- αποκλίνων φακός) Γυάλινος συγκλίνων φακός σε στήριγμα με βάση- κοίλο κάτοπτρο σε στήριγμα με βάση- κανόνας μήκους 20cm
Παραγωγή φωτεινής ακτίνας- Ανάκλαση του φωτός
a. Τοποθετώ στον προβολέα Reuter το διάφραγμα μιας σχισμής, συνδέω στην ηλεκτρική πηγή και στρέφω το εμπρός μέρος του προβολέα ώστε η σχισμή να είναι οριζόντια.
b. Πλησιάζω τον προβολέα στο γωνιομετρικό δίσκο ώστε να φανεί το ίχνος της ακτίνας στην επιφάνειά του. Μετακινώ το στέλεχος της λάμπας του προβολέα εμπρός/ πίσω και δεξιά αριστερά ώστε να σχηματίζεται λεπτή φωτεινή ακτίνα στην επιφάνεια του δίσκου.
c. Ανεβοκατεβάζω το δίσκο ή τον προβολέα στις βάσεις τους, ώστε η ακτίνα να περνάει από το κέντρο του δίσκου.
d. Στηρίζω το επίπεδο κάτοπτρο στο κέντρο του δίσκου ώστε η προέκτασή του να περνάει από τις ενδείξεις 900/900.
e. Στρέφω το γωνιομετρικό δίσκο γύρω από τον άξονά του ώστε η ακτίνα να πέφτει στο κάτοπτρο υπό γωνία
( τη διαβάζω) και ελέγχω τη γωνία ανάκλασης. Ισχύει ^π=^α ;
Διάθλαση και ολική ανάκλαση
a. Τοποθετώ στο κέντρο του γωνιομετρικού δίσκου το διαφανή ημικύλινδρο, ώστε η επίπεδη πλευρά του να ταυτίζεται με τη διεύθυνση 900/900.
Στρέφω το δίσκο ώστε η ακτίνα από τον προβολέα να πέφτει πλάγια, παρατηρώ τη διάθλαση στο εσωτερικό του ημικυλίνδρου και διαβάζω στην περιφέρεια τη γωνία διάθλασης.
Αυξάνω τη γωνία πρόσπτωσης και βρίσκω την ορική γωνία διάθλασης (για ^π = 90ο )
b. Στρέφω το γωνιομετρικό δίσκο ώστε η ακτίνα να πέφτει από την κυρτή πλευρά και παρατηρώ στην επίπεδη επιφάνεια ολική ανάκλαση( εφόσον ^π>^δορ), ή διάθλαση ( ^π< ^δορ)
c. Κατά τη διάθλαση στην επίπεδη επιφάνεια παρατηρούμε και τη μερική ανάκλαση, ανάλογα με τη γωνία πρόσπτωσης.
Σύγκλιση ή απόκλιση παράλληλης δέσμης από σφαιρική κάτοπτρα και φακούς
a. Αφαιρώ από τον προβολέα Reuter το διάφραγμα μιας σχισμής και τοποθετώ το διάφραγμα παράλληλων σχισμών φροντίζοντας να είναι οι σχισμές οριζόντιες και κάνω τις κινήσεις που αναφέρθηκαν παραπάνω ώστε στην επιφάνεια του δίσκου να σχηματίζονται σαφείς και παράλληλες ακτίνες.
Παρεμβάλλω στην πορεία των ακτίνων το συγκλίνοντα φακό , τον στηρίζω στο δίσκο και με τον κανόνα μετρώ την εστιακή του απόσταση ( από το σημείο εστίασης ως το οπτικό κέντρο του φακού ) fφ= ………cm
b. Παρεμβάλλω το κοίλο κάτοπτρο και επαναλαμβάνω την ίδια διαδικασία. Βρίσκω fκ=…………cm
c. Παρεμβάλλω τον αποκλίνοντα φακό, ή το κυρτό κάτοπτρο ( δηλ το κοίλο από την κυρτή πλευρά) και παρατηρώ την απόκλιση της δέσμης.
Μέτρηση εστιακής απόστασης κυρτού κατόπτρου και συγκλίνοντα φακού
a. Στηρίζω το κοίλο κάτοπτρο στο ειδικό στήριγμα και αυτό στη μικρή μεταλλική βάση. Ρυθμίζω τα ύψη των οργάνων ώστε η δέσμη να πέφτει στο κάτοπτρο και να εστιάζεται επάνω στο δίσκο. Πλησιάζω το κάτοπτρο στο άκρο του δίσκου ώστε οι ανακλώμενες , στο κάτοπτρο, ακτίνες της δέσμης να εστιάζουν με σαφήνεια στην επιφάνεια του δίσκου. Βρίσκω fκ=…………
b. Στηρίζω το συγκλίνοντα φακό στο ειδικό στήριγμα και τον παρεμβάλλω μεταξύ προβολέα Reuter και γωνιομετρικού δίσκου, ώστε οι ακτίνες μετά την έξοδό τους από το φακό να εστιάζουν στην επιφάνεια του δίσκου.
c. Μετρώ την εστιακή απόσταση του φακού με τον κανόνα:fφ=…………………….