Учебный прибор по оптике

 

Изобретение относится к техническим средствам обучения и позволяет расширить демонстрационные возможности прибора. Достигается это тем, что демонстрируемая линза выполнена в виде емкости, изготовленной из эластичной полимерной прозрачной пленки и заполненной сжатым до 100÷500 атм ксеноном, линза имеет двухкамерную прозрачную кювету, заполненную гелием под давлением, равным давлению ксенона. Кювета и линза соединены с регуляторами давления газа и манометрами, а по ходу светового потока за кюветой установлен подвижной экран. Стенки линзы будут прогибаться и образовывать линзу с заданными радиусами кривизны ее поверхностей при создании перепада давления между емкостью и камерами. При давлениях 100÷200 атм у ксенона показатель преломления составляет 1,211÷1,375, а у гелия - 1(с точностью до 2-3 десятичного знака), т.е. оптической силой камер кюветы можно пренебречь. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (50 4 С 0 В 2 /22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4205951/31-12 (22) 04.01.87 (46) 23.12.89. Бюл. М 47 (75) А.Я.Бродский (53) 535.075 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР и 783742, кл. G 09 В 23/22, 1972 ° (54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО ОПТИКЕ (57) Изобретение относится к техническим средствам обучения.и позволяет расширить демонстрационные воэможности прибора . Достигается зто тем, что демонстрируемая линза выполнена в виде емкости, изготовленной из эластичной полимерной прозрачной пленки и заполненной сжатым до

Изобретение относится к средствам обучения и может быть использовано в лекционных демонстрациях по оптике.

Целью изобретения является расширение демонстрационных возможностей путем обеспечения демонстрации зависимости фокусного расстояния линзы от показателя преломления.

На чертеже изображена схема учебного прибора.

Предлагаемый прибор состоит из установленного с возможностью перемещения вдоль направляющей 1 осветителя 2, коллиматора 3 и оптической кюветы 4, выполненной двухкамерной.

Камеры образованы перегораживающей кювету линзой 5. Камеры 6 и 7 кюветы.

„„SU„„3533 327

100-500 атм ксеноном, линза имеет двухкамерную прозрачную кювету, заполненную гелием под давлением, равньм давлению ксенона. Кювета и линза соединены с регуляторами давления газа и манометрами, а по ходу светового потока за кюветой установлен подвижной экран. Стенки линзы будут прогибаться и образовывать линзу с заданными радиусами кривизны ее поверхностей при создании перепада давления между емкостью и камерами. При давлениях 100-200 атм у ксенона показатель преломления составляет 1,2111,375, в у гелия - 1 (с точностью до 2-3 десятичного знака), т.е. оптической силой камер кюветы можно пренебречь. 1 ил. связаны с резервуарами, заполненными гелием через регуляторы 8 и 9 давления, а линза с резервуаром, заполненным ксеноном через регулятор 10, Прибор имеет манометры 11-13 и под.вижный экран 14.

Линзу заполняют ксеноном (Хе) под давлением P = 100-200 атм, а камеры

6 и 7 — гелием (Не) под давлением Ряе, пРичем 1Рхе Рне I hP < 0,001Рхе . ПРи

100-200 атм показатели преломления Хе и Не для желтой линии натрия составляют соответственно 1,211-1,297 и

1,003-1,006, т.е. оптической силой камер 6 и 7 можно пренебречь, и, следовательно, оптическая сила прибора

9 = - - (п — 1) (— - †), (1)

1 I 1

f r, т

3 1531127 где r, и r — радиусы кривизны поверхностей линзы 5.

Неравенствам

I !l 5 не Хе не "Хе не хе не (2) где це /Р„ - давление в емкости 6 (7), соответствуют двояковыпуклая, двояковогкутая, выпукло-вогнутая и вогнутовыпуклая линзы 5, причем r< и г можно менять регулировкой Ь Р, а и — изме" нением Р е .

В случае собирающей линзы 5 экран

14 следует устанавливать в положение, соответствующее наименьшему сечению пучка лучей, и тогда расстояние между этим положением и центром линзы 5 представляет собой (с точностью до

I эо рраций) f ) О. В случае рассеивающей линзы 5 оценить величину f c О можно по отношению площадей, сечений расходящегося и параллельного пучков лучей, которое фиксируется посредст"

« .«и того же экрана 14, Учебный прибор по оптике работает следующим образом.

Регуляторами 8 - 10 давления устанавливают Р,, = Рне и покаэываютр что

_#_e в этом случае поверхности линзы 5 плоские r, = r < =, а выходящий из кюветы 4 пучок лучей оказывается параллельным (f = I что соответствует формуле (1), Далее, придавая

h,P различные значения, определяемые системой неравенств (2), демонстрируют зависимость f, от r, и r<, чем качественно подтверждается формула (1). Затем, поддерживая Ь Р = const, регулированием Р показывают зависимость f от и, чем также качественно подтвержается формула (1) . йонотонное нарастание и>е с повышением Р свидетельствует о выполнимости закона Лоренц-Лоренца.

Использование в качестве преломляющей среды Хе обусловлено тем, что он имеет наибольшую среди газов рефракцию, что обеспечивает наибольшую наглядность и наименьший габарит прибора в направлении его оптической оси, изменяя показатель преломления линзы изменением давления. Камеры кюветы создают противодавление, что позволя" ет предупредить разрыв линзы при больших давлениях, гелий имеет наименьшую рефракцию и поэтому оптической силой кювет можно пренебречь. формула изобретения

Учебный прибор по оптике, содер" жащий линзу с эластичными прозрачными стенками, заполненную преломляющей средой, и экран, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем демонстрации зависимости фокусного расстояния от показателя преломления линзы, она имеет двухкамерную прозрачную кювету, каждая камера ко" торой связана с резервуаром, заполненным гелием, имеющим регулятор давления подаваемого в камеры газа в пределах от 100 до 200 атм и резервуар с ксеноном, связанный с полостью линзы через регулятор давления подаваемого в линзу газа,,при этом линза установлена в кювете так, что она является перегородкой между камерами.

1531127

Составитель P.Óæâèé

ТехредМ.Ходанич КорректорЭ.Лончакова т. < Редактор M.Áëàíàð

Ю е М

Заказ 7959/52 Тираж 469 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101