Завдання 3

Мета: вивчити проекційний універсальний апарат ФОС-67, дугову лампу, освітлювач для тіньового проектування; опанувати прийоми роботи з цими приладами.

Завдання 1. Вивчите по опису проекційний універсальний апарат з оптичною лавою ФОС-67, призначення кожної деталі, способи регулювання. Вивчите дугову лампу і освітлювач для тіньового проектування ОТП.

Апарат проекційний універсальний з оптичною лавою ФОС-67 призначений для демонстрації дослідів в діапроекції. Він складається з наступних, вузлів і деталей (Рис. 71). Лава 1, виготовлена з двох металевих трубок, укріплена на бортиках-стійках. Для збільшення довжини лави в трубки всувають стрижні, укріплені з одного боку на борту-стійці. На лаві зміцнюють і уздовж неї можуть переміщатися корпус освітлювача 2 з проекційною лампою 3, конденсор 4 і рейтери 12. Проекційна лампа потужністю 300 Вт і напругою 220 В (чи 300 Вт, 127 В) може включатися вимикачем, змонтованим на корпусі освітлювача. Конденсор складається з двох плоско випуклих лінз, одна з яких може легко зніматися.

На рейтерах можуть встановлюватися об'єктив 5, ширма 7 з по­воротнім диском, на якому зміцнюється теплофільтр 9, механізм розсувної щілини 6, рамки з поляроїдами з набору по поляризації, ширми з чотирма отворами 10, столик 11 та інші прилади, що не входять в комплект (водяні насоси, деталі комплекту по інтерференції світла та ін.). На двох рейтерах є гвинтові пристосування для невеликих горизонтальних і вертикальних переміщень приладів, укріплених на рейтерах.

Рис.71

Плоске дзеркало, змонтоване в корпусі 13, пристосоване для горизонтальної проекції. Воно в оправі з шторкою 8 може укріплюватися на кронштейнах в оправі об'єктиву. У комплект так само входять теплофільтр і столик з гвинтами, призначений для установки і кріплення мікроскопа (для дослідів з мікропроекцією).

Робота з апаратом. Для збільшення терміну служби проекційної лампи апарат доцільно включати через регулятор напруги РНШ. При номінальній напрузі час безперервної роботи не повинен перевищувати 15 мін, після чого апарат рекомендується відключати на 5 хв. При підготовці до дослідів доцільно працювати при напрузі на 30-50 В нижче номінальної. В цьому випадку апарат менше перегрівається; може бути збільшений час його безперервного включення до 20-30 хв.

За допомогою апарату ФОС-67 можна здійснювати проекцію предмету, розташованого вертикально або горизонтально, а так само мікропроекцію. Для проектування вертикального об'єкту (наприклад, водяного насоса) установку збирають по Рис. 72. Проектований об'єкт розташовують між конденсором і об’єктивом на такій відстані від конденсора, щоб він був повністю освітлений потоком світла, що йде від конденсора, а переміщенням об'єктиву вздовж лави - отримання різкого зображення на екрані.

Заздалегідь роблять регулювання положення лампи і об'єктиву з метою отримання на екрані рівномірно освітленої плями. Регулювання відбувається переміщенням лампи по вертикалі, в поперечному напрямку і навколо вертикальної осі. Це досягається обертанням регулірувального гвинта, що змонтовано збоку на корпусі освітлювача, і переміщенням стрижня, на якому укріплений патрон з лампою. Стрижень з патроном можна переміщувати, тільки відпустивши стопорний гвинт, який розміщено знизу на корпусі освітлювача. Рівномірна освітленість екрану досягається переміщенням об'єктиву в площини, перпендикулярній оптичної вісі системи. Це здійснюється регулірувальними гвинтами на рейтері. Фокусування зображення виконують переміщенням або предмета, або об'єктиву разом з рейтером або усередині оправи.

Рис.72

Отримати пряме зображення вертикального об'єкту можна двома способами. Застосувати об'єктив з оборотною призмою, що не входить в комплект ФОС-67. Застосовуючи такий об'єктив в установці, зібраній по Рис. 72, отримують пряме зображення Зазвичай світловий потік від об'єктиву відразу направляють на екран. Проте в цьому випадку учні не бачать розташування самого проектованого об'єкту на лаві. Тому установку краще розташовувати так, як показано на Рис. 73 (вигляд зверху), де Э - екран, розташований на рівні класної дошки, 3 - плоске дзеркало, що входить в комплект ФОС-67, П – проектований об'єкт, К - конденсор, Л-проекційна лампа. Зібравши установку за схемою, зображеною на Рис. 74 (вигляд збоку) ', отримують пряме зображення. Тут використані дзеркало і наклонний екран.

Для проектування об'єктів в горизонтальній площині установку збирають по Рис. 75.

Рис 75

Спочатку з конденсора виймають передню лінзу шляхом повороту оправи. На місце кріплення цієї лінзи встановлюють прилад для горизонтального проеціювання, у верхнє вікно якого вставляють вийняту лінзу конденсора. На вертикальний стрижень приладу наді­вають ширму з об'єктивом і укріплюють дзеркало. Проектований об'єкт поміщають на оправу конденсорної лінзи. Переміщенням об'єктиву уподовж вертикального стрижня отримують різке зображення.

При роботі з лінзами і об’єктивом необхідно дотримуватись певних вимог. Неможна торкатися лінз пальцями, а також протирати їх папером. Забруднені поверхні протирають м'якою тканиною. При занадто сильному забрудненні поверхонь їх протирають тканиною, що змочена розчином спирту у воді.

Для мікропроекції установку збирають по Рис. 76. Якщо проектований об'єкт не повинен перегріватися, то між конденсором і мікроскопом встановлюють теплофільтр.

Рис.76

Як відзначалося вище, довжина лави може бути збільшена шляхом висунення стрижнів, укріплених з одного боку на борту стійки. Крім того, уздовж стрижнів може переміщатися рухлива стопка. Це дозволяє висувні стержні встановлювати автономно на стопках. Наприклад, для демонстрації кілець Ньютона на відбитому світлі лаву і висувні стержні можна встановити під кутом один до одного, а установку зібрати за рисунком 77.

Рис.77

З рисунка видно, що ширма з отворами і ширма з кільцями Ньютона встановлені на лаві, а рейтер з об’єктивом - на висувних стрижнях. У ряді дослідів застосовують ширму з розсувною щілиною. Тоді установку збирають так, щоб ширма з щілиною, встановлена на рейтері, розташовувалася після конденсора. Наприклад, для де­монстрації інтерференції із застосуванням розсувної щілини і біпризми Френеля установку збирають по Рис. 78. Ширину щілини можна міняти регулювальним гвинтом. Деякі досліди демонструють при великій інтенсивності світлового потоку. В цьому випадку установку збирають по рисунку 79, застосовуючи дугову лампу.

Рис.78 рис.79

Дугова лампа є потужним джерелом інфрачервоного, видимого і ультрафіолетового випромінювання.

Дугова лампа (Рис. 80) змонтована на металічному каркасі (основі), який за допомогою стрижня можна встановлювати в тринозі штатива. На основі укріплено два ходові гвинти, розташовані під прямим кутом. Ходові гвинти при обертанні ручки забезпечують переміщення вуглетримачів з вугіллям.

Рис 80

На бічних стінках корпуса є два вікна, одно з яких має засувку і служить для введення в полум'я речовин, а друге - зі вставленим кольоровим темним склом - є оглядовим. Вікно із засувкою можна застосувати для демонстрації горіння дуги. З цією метою лампу розташовують так, щоб відкрите вікно було обернене у бік екрану, розташованого на класній дошці. Між дугою з екраном поміщають збираючу лінзу і отримують різке зображення електричної дуги на екрані.

Схема ввімкнення дуги дана на Рис. 81 (тут реостат R має бути розрахований на силу струму не менше 10 А). Запалюють дугу таким чином: при відключеному регуляторі напруги РНШ відстань між вугіллям встановлюють 3-4 мм, ручку PНШ повністю виводять поворотом проти годинникової стрілки, на реостаті ставлять опір близько 10 Ом; включають РНШ і доводять напругу до 50-70 В; обертаючи ручку дугової лампи, зближують вугілля до зіткнення і знову розводять на 1-2 мм; спостерігаючи в оглядове вікно, регулюють нормальне горіння лампи шляхом розсовуванням вугілля; у разі потреби можна зменшити опір реостата.

При роботі з дуговою лампою не можна допускати прямого попадання світла в очі, включати лампу слід на короткий час, щоб уникнути перегрівання корпусу і реостата, не можна залишати на довгий час замкнутими стрижні дугової лампи, не можна торкатися елементів ввімкненого ланцюга.