Учебный прибор по оптике Советский патент 1989 года по МПК G09B23/22 

(21) 4205951/31-12

(22).OI.e

(() 23.12.89. Бюл. V (75) А.Я.Бродский (53) 535.075 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 7837 2, кл. G 09 В 23/22, 1972.

(S) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО ОПТИКЕ

(57)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.рав- нь м 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, в у гелия - 1 (с точностью до 2-3 десятичного знака), т.е. оптической силой камер кюветы можно пренебречь. 1 ил.

i (Л

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.

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 , выполненной двухкамерной. Камеры образованы перегораживающей кювету линзой 5, Камеры 6 и 7 кюветы

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 подвижный экран 1.

Линзу заполняют ксеноном (Хе) под давлением Рхв 100-200 атм, а камеры 6 и 7 - гелием (Не) под давлением причем |Рхе Рне И 0,001 Рхе . 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

1(0.(;--). (О

СП

со

где г, и г - радиусы кривизны поверхностей линзы 5.

Неравенствам

iP -Р Р -Р сР Р Не 4е не Хе Не

(2)

, Рне Рхе не где Р„ /Р.; - давление в емкости 6

(7).

соответствуют двояковыпуклая, двояковогнутая, выпукло-вогнутая и вогнуто- выпуклая линзы 5, причем г и г можно менять регулировкой UP, an- изменением P)(g .

В слумае собирающей линзы 5 экран 1 + следует устанавливать в положение, соответствующее наименьшему сечению пуцка лучей, и тогда расстояние между этим положением и центром линзы 5 представляет собой (с точностью до аиерраций) f ; 0. В случае рассеиваю- 1дей линзы 5 оценить величину f с О можно по отношению площадей .сечений расходящегося и параллельного пучков лучей, которое фиксируется посредством того же экрана 1.

Учебный прибор по оптике работает следующим образом.

Регуляторами 8-10 давления устанавливают Руо РИВ показывают, что в этом случае поверхности линзы 5 плоские г, 00, а выходящий из кюветы ч пучок лучей оказывается параллельным |f 5о / , что соответствует формуле (1), Далее, придавая ДР различные значения, определяемые системой неравенств (2), демонстрируют зависимость f от г, и г, чем качественно подтверждается формула (1). Затем, поддерживая ЬР const,

регулированием показывают зависимость f от п, чем также качественно подтвержается формула (1).

Монотонное нарастание с повышением Pj(gсвидетельствует 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 позволяет 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, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем демонстрации зависимости фокусного расстояния от показателя преломления линзы, она имеет двухкамерную прозрачную кювету, каждая камера которой 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.

;/

VT