几何光学综合实验报告

课程名称：大学物理实验（一）实验名称：几何光学综合实验

图1 位移法测量凸透镜焦距的光路图

由1

f =1

u

+1

v

可知：

1

u1

+1

v1

=1

u1

+1

D−u1

=1

f

(2)

1

u2

+1

v2

=1

u1+d

+1

D−u1−d

=1

f

(3)

联立（2）（3）得1

u1+1

D−u1

=1

u1+d

+1

D−u1−d

(4)

又因为u1=1

2

(D−d)

代入式（4）得f=D 2−d2

4D

(5)

4.用物距像距法测量凹透镜的焦距：

实物经凹透镜不能在屏上生成实像，可借助凸透镜给凹透镜生成一个虚物，最后再由凹透镜生成一个实像。

图2 物距像距法测量凹透镜的焦距的光路图

如图,在没有凹透镜时,物体AB经凸透镜L1后生成缩小倒立的实像A′B′。当L1和A′B′间插入凹透镜L2后,则A′B′便成为凹透镜L2的虚物；对L2而言，物距u=−O2A′。该虚物经凹透镜再成实像A′′B′′，像距v=

O2A′′。则有f=uv

u+v

(6)

图1 GSZF-8型几何光学综合实验仪器结构图

四、实验内容与步骤

1.光学系统的共轴调节:

调节光学系统共轴,是减小误差.确保实验成功的重要步骤。所谓“共轴”，是指各光学元件（如光源.物.透镜)的主光轴重合。分两步进行：将放置在光具座上的各光学元件靠拢在一起,用眼观察,调节它们的中心在同一高度,且连线(光轴)平行于导轨。

2.位移法测凸透镜焦距：

a)物AB与像屏的间距D>4f (f=100) 时；

b)透镜在间移动时可在像屏上成两次像,一次成放大的像u1,一次成缩小的像u2，d=u2−u1,f=D2−d2

4D c)改变像屏位置，重复测量6次，求平均值和平均误差。

图1 位移法测凹透镜焦距光路图

3.自组望远镜并测量凹透镜焦距：

(1) 物屏与透镜L3（f=100）组平行光，即L3距物屏100mm。

(2) 透镜L1（f=150）与目镜组成望远镜，通过望远镜观察物屏像（物屏logo），调节L1与目镜距离，直到所观察的物屏像最清晰。

(3) 在L1左边放入像屏，用L3成一缩小实像，记下实像位置a，如图放上凹透镜L2，调节L2位置，直至通过望远镜能观察到最清晰的物屏像。记下此时L2位置b，则L2焦距数值为a-b