Лабораторная работа по теме «Определение разрешающей способности глаза» - Световые волны - Оптика

Задание: наблюдая две близко расположенные точки на белом листе с разных расстояний, определите разрешающую способность своего глаза.

Оборудование: игла; лист миллиметровой бумаги; лист белой бумаги; рулетка.

Ход урока

Содержание и метод выполнения работы

Разрешающая способность глаза как оптической системы зависит от диаметра зрачка. Если перед глазом расположен непрозрачный экран с отверстием, диаметр которого меньше диаметра зрачка, то разрешающая способность глаза уменьшается вследствие дифракции света на отверстии.

Для проведения исследования необходимо подготовить объект наблюдения и ряд отверстий различного диаметра в непрозрачном экране. Для наблюдения можно использовать лист бумаги с двумя черными точками на расстоянии 1 мм одна от другой. В качестве экрана можно взять полосу миллиметровой бумаги, в которой иглой прокалываются отверстия диаметром 0,3; 0,5; 0,1; 1,5 и 2,0 мм.

Выполнять измерения удобно вдвоем. Один из экспериментаторов наблюдает через отверстие в экране черные точки, а второй измеряет максимальное расстояние от глаза наблюдателя до этого листа, при котором через данное отверстие две точки еще видны раздельно.

Порядок выполнения работы

1. Установите перед правым глазом экран из миллиметровой бумаги и наблюдайте через отверстие диаметром 0,3 мм в экране две точки на листе белой бумаги, находящиеся на расстоянии 1 мм друг от друга. Постепенно удаляясь от листа бумаги, определите максимальное расстояние, на котором две точки еще не сливаются в одну, а видны раздельно.

2. Такие же наблюдения выполните, наблюдая эти же точки через отверстия диаметром 0,5; 0,1; 1,5; 2,0 мм. Результаты измерений занесите в отчетную таблицу.

3. Принимая расстояние l между точками, равное 1 мм, за длину дуги - окружность, а расстояние R от глаза до листа бумаги - за радиус окружности, вычислите минимальное угловое расстояние между точками при наблюдении через отверстия диаметром 0,3; 0,5; 1,0; 1,5 и 2,0 мм по формуле:

Постройте график зависимости разрешающей способности глаза φ от диаметра d отверстия в экране.

4. Установите значения угла, при котором практически не меняется разрешающая способность при дальнейшем изменении диаметра отверстия в экране. Оцените линейные размеры светочувствительных элементов глаза - колбочек. В расчетах можно принять, что расстояние от роговицы до сетчатки глаза равно 18 мм, и считать, что два точечных источника света регистрируются глазом как раздельные, если расстояние между их изображениями превышает удвоенный размер колбочки.

Домашнее задание

п. 60-65.