平行光管法测薄透镜焦距-研究性实验报告
用平行光管测透镜的焦距及鉴别率
实验 8 平行光管的调整及使用平行光管是装、校、调整光学仪器的重要工具之一，也是光学量度仪器中的重要组成部分，配用不同的分划板，与测微目镜（或显微镜系统），可以测定透镜或透镜组的焦距、鉴别率及其它成像质量。
为了保证检查或测量精度，被检透镜组的焦距最好不大于平行光管物镜焦距的二分之一（其物镜焦距我们经常说成是平行光管的焦距）。
【实验目的】1.了解平行光管的结构及工作原理，掌握平行光管的调整方法。
2.学会用平行光管测量凸透镜的焦距。
3.会用平行光管测定鉴别率。
【实验仪器】平行光管、平面反射镜、平行光管分划板、测微目镜、凸透镜等。
平行光管是产生平行光束的装置，其外形如图 1 所示。
平行光管的型号很多，常见的有 CPG550 型、 CTT 型，下面主要以 CPG550为例介绍平行光管的构造：１． CPG550 型平行光管主要规格(1)物镜焦距 f '：550 毫米（名义值），使用时按出厂的实测值。
(2)物镜口径D：55 毫米。
(3)高斯目镜：焦距 f ' 为 44 毫米，放大倍数为×。
２．分划板有 5 种分划板，如图 2 所示：（１）十字分划板：调节平行光管的物镜焦距并将十字分划板的十字心调到平行光管的主光轴上，若拿掉十字分划板换上其它分划板，此分划板的中心也在平行光管的主光轴上。
（２）鉴别率板：可以用来检验透镜和透镜组的鉴别率，板上有25个图案单元，每个图案单元中平行条纹宽度不同，对 2 号鉴别率板，第 1 单元到第 25 单元的条纹宽度由20 微米递减至 5 微米；而对 3号鉴别率板 25 单元，则由 40 微米递减至 10 微米。
（３）星点板：星点直径为φ毫米，通过被检系统后有一衍射像，根据像的形状作光学零件或组件成像质量定性检查。
（４）玻罗板：它与测微目镜（或读数显微镜）组合在一起使用，用来测量透镜组的焦距。
玻罗板上每两条等长线之间的间距有不同的尺寸，其名义尺寸为： 1 毫米、 2 毫米、 4 毫米、 10 毫米、 20 毫米，使用时应依据出厂时的实测值。
焦距测量实验报告
一、实验目的1. 理解透镜成像原理，掌握透镜焦距的定义。
2. 通过实验，学会使用不同方法测量透镜焦距。
3. 分析实验误差，提高实验数据处理能力。
二、实验原理透镜焦距是指透镜的光心到其焦点的距离。
根据透镜成像原理，当物体位于透镜的一倍焦距之外时，透镜在另一侧形成一个实像，此时实像的位置与物体到透镜的距离之间存在一定的关系。
本实验通过以下几种方法测量透镜焦距：1. 物距像距法：根据透镜成像公式，当物体位于透镜的一倍焦距之外时，有 1/f = 1/v - 1/u，其中 f 为透镜焦距，v 为像距，u 为物距。
2. 自准直法：利用透镜自准直特性，通过调整透镜与物体、像屏的距离，使物体在像屏上形成清晰的实像，此时物距与像距之和等于透镜焦距的两倍。
3. 平行光管法：利用平行光管产生平行光，通过测量平行光与透镜焦点的距离，得到透镜焦距。
三、实验仪器1. 凸透镜2. 凹透镜3. 平行光管4. 光具座5. 物距尺6. 像距尺7. 记录本四、实验步骤1. 物距像距法：将物体放置在凸透镜前，调整物距和像距，使物体在像屏上形成清晰的实像。
记录物距和像距，根据透镜成像公式计算焦距。
2. 自准直法：将物体放置在凸透镜前，调整透镜与物体、像屏的距离，使物体在像屏上形成清晰的实像。
记录物距和像距之和，得到透镜焦距。
3. 平行光管法：将平行光管对准透镜，调整平行光管与透镜的距离，使平行光束与透镜焦点相交。
记录平行光束与透镜焦点的距离，得到透镜焦距。
五、实验数据1. 物距像距法：物距 u = 30 cm，像距 v = 60 cm，焦距 f = 20 cm。
2. 自准直法：物距 u = 30 cm，像距 v = 90 cm，焦距 f = 60 cm。
3. 平行光管法：平行光束与透镜焦点的距离 d = 20 cm，焦距 f = 20 cm。
六、数据处理与分析1. 计算三种方法的实验误差：（1）物距像距法：误差Δf1 = |f1 - f理论| = |20 cm - 20 cm| = 0 cm。
薄透镜焦距的测定物理实验报告
薄透镜焦距的测定物理实验报告一、实验目的1、加深对薄透镜成像原理的理解。
2、学习几种测量薄透镜焦距的方法。
3、掌握光学实验中的基本测量技术和数据处理方法。
二、实验原理1、薄透镜成像公式当光线通过薄透镜时，遵循薄透镜成像公式：＄＼frac{1}｛u} ＋＼frac{1}｛v} ＝＼frac{1}｛f}＄，其中＄u$ 为物距，＄v$ 为像距，＄f$ 为焦距。
2、自准直法当物屏上的物点发出的光线经透镜折射后，变成平行光，若在透镜后面垂直于光轴放置一个平面反射镜，此平行光将沿原路返回，再次通过透镜后仍成像于物屏上的物点处。
此时，物屏与透镜之间的距离即为透镜的焦距。
3、物距像距法当物距和像距分别为＄u$ 和＄v$ 时，通过测量物距和像距，代入薄透镜成像公式可求得焦距＄f$ 。
4、共轭法移动透镜，在物屏和像屏之间分别得到放大和缩小的清晰像。
根据光路可逆原理，两次成像时物距和像距互换，利用公式＄＼frac{u ＋ v}｛4}＄可计算出焦距。
三、实验仪器光具座、凸透镜、凹透镜、物屏、像屏、平面反射镜、光源等。
四、实验内容与步骤1、自准直法测凸透镜焦距（1）将凸透镜固定在光具座的一端，在凸透镜的另一侧放置物屏，使物屏上的十字叉丝清晰可见。
（2）在凸透镜后面垂直于光轴放置平面反射镜。
（3）沿光具座移动物屏，直到在物屏上再次看到清晰的十字叉丝与原物大小相等、方向相反。
（4）记录此时物屏与凸透镜的位置，两者之间的距离即为凸透镜的焦距。
（5）重复测量三次，计算焦距的平均值。
2、物距像距法测凸透镜焦距（1）将凸透镜固定在光具座的中间位置。
（2）在凸透镜的一侧放置物屏，另一侧放置像屏。
（3）移动物屏和像屏，直到在像屏上得到清晰的像。
（4）记录物屏和像屏的位置，分别得到物距＄u$ 和像距＄v$ 。
（5）代入薄透镜成像公式计算焦距，并重复测量三次，计算平均值。
3、共轭法测凸透镜焦距（1）将物屏固定在光具座的一端，凸透镜放在光具座中间附近。
用平行光管测透镜的焦距及鉴别率
实验8 平行光管的调整及使用平行光管是装、校、调整光学仪器的重要工具之一，也是光学量度仪器中的重要组成部分，配用不同的分划板，与测微目镜（或显微镜系统），可以测定透镜或透镜组的焦距、鉴别率及其它成像质量。
为了保证检查或测量精度，被检透镜组的焦距最好不大于平行光管物镜焦距的二分之一（其物镜焦距我们经常说成是平行光管的焦距）。
【实验目的】1.了解平行光管的结构及工作原理，掌握平行光管的调整方法。
2.学会用平行光管测量凸透镜的焦距。
3.会用平行光管测定鉴别率。
【实验仪器】平行光管、平面反射镜、平行光管分划板、测微目镜、凸透镜等。
平行光管是产生平行光束的装置，其外形如图1所示。
平行光管的型号很多，常见的有 CPG550 型、 CTT 5.5 型，下面主要以 CPG550为例介绍平行光管的构造：１． CPG550 型平行光管主要规格(1)物镜焦距 f '：550毫米（名义值），使用时按出厂的实测值。
(2)物镜口径 D：55毫米。
(3)高斯目镜：焦距 f ' 为44毫米，放大倍数为5.7×。
２．分划板有 5 种分划板，如图2所示：（１）十字分划板：调节平行光管的物镜焦距并将十字分划板的十字心调到平行光管的主光轴上，若拿掉十字分划板换上其它分划板，此分划板的中心也在平行光管的主光轴上。
（２）鉴别率板：可以用来检验透镜和透镜组的鉴别率，板上有25个图案单元，每个图案单元中平行条纹宽度不同，对2号鉴别率板，第1单元到第25单元的条纹宽度由20微米递减至5微米；而对3号鉴别率板25单元，则由40微米递减至10微米。
（３）星点板：星点直径为φ0.05毫米，通过被检系统后有一衍射像，根据像的形状作光学零件或组件成像质量定性检查。
（４）玻罗板：它与测微目镜（或读数显微镜）组合在一起使用，用来测量透镜组的焦距。
玻罗板上每两条等长线之间的间距有不同的尺寸，其名义尺寸为：1毫米、2毫米、4毫米、10毫米、20毫米，使用时应依据出厂时的实测值。
薄透镜测焦距实验报告
薄透镜测焦距实验报告实验名称：薄透镜测焦距实验报告
实验目的：
1. 理解薄透镜成像原理；
2. 掌握薄透镜成像的基本规律；
3. 学会使用公式计算薄透镜的焦距。
实验器材：
1. 薄透镜；
2. 光源；
3. 物体；
4. 屏幕；
5. 尺子。
实验步骤：
1. 将物体放置在薄透镜的左侧；
2. 调整光源位置，使其照射在薄透镜的左侧；
3. 将屏幕放置在薄透镜的右侧；
4. 调节屏幕位置，使其可以观察到物体的清晰图像；
5. 测量薄透镜与物体、屏幕之间的距离，并记录下来；
6. 将物体的位置向薄透镜移动，寻找到使图像最为清晰的位置，并记录下来；
7. 重复步骤4、5、6三次，再取平均值作为最终的焦距。
实验结果：
观察到物体在不同距离下的清晰图像，并根据测量数据计算出
薄透镜的焦距。
实验分析及结论：
通过实验可以得出，薄透镜成像的基本规律是：物距与像距之
积等于焦距的平方，即f=pq/(q+p)。
利用这个公式可以计算出薄透
镜的焦距。
实验中可能出现的误差主要来自于测量物距、像距和屏幕距离的不准确，以及薄透镜实际并非完美的理想模型。
在实验中应尽量提高测量精度，减小误差。
通过本次实验，我深入理解了薄透镜成像的基本原理和规律，并通过实践掌握了使用公式计算薄透镜的焦距的方法。
这将对我今后的学习和工作都有所帮助。
平行光管法测薄透镜焦距
基础物理实验研究性报告课题名称平行光管法测薄透镜焦距院系第一作者第二作者第三作者【目录】【目录】 (1)【摘要】 (2)【关键词】 (2)【实验原理】 (2)（1）测量凸透镜的焦距 (3)（2）测量凹透镜的焦距 (3)【实验仪器】 (4)【实验步骤】 (4)（1）等高共轴调节 (4)（2）测量凸透镜的焦距 (5)（3）测量凹透镜的焦距 (5)【数据记录与处理】 (5)（1）测量凸透镜的焦距 (5)（2）测量凹透镜的焦距 (7)【误差分析】 (8)【讨论】 (8)平行光管法测薄透镜焦距【摘要】透镜是光学仪器中最重要、最基本的元件，一般由玻璃、塑料、水晶等透明材料制作而成，在天文、军事、交通、医学、艺术等众多领域发挥着重要作用。
常用的透镜主要有凸透镜与凹透镜两大类。
焦距是反映透镜特性的一个重要参数，因而准确测量透镜的焦距则显得尤为重要。
实验室测量透镜焦距的方法有自准直法、物距像距法、共轭法、平心光管法等。
本文将利用平行光管法测量两种透镜的焦距，并对实验误差作简单分析。
【关键词】薄透镜焦距、平行光管、等高共轴调节【实验原理】首先来认识一下平行光管。
平行光管是一种能发射平行光束的精密光学仪器，是装校调整光学仪器的重要工具，也是光学量度仪器中的重要组成部分。
它有一个质量优良的准直物镜，其焦距是经过精确测定的。
本实验所用的是F550平行光管，其物镜焦距约为550mm （准确数值由厂家提供）。
起光学系统主要结构如图0.1所示。
1—光源；2—毛玻璃；3—分划板；4—物镜图0-1 平行光管光学结构图测量透镜焦距时，平行光管以白炽灯作为光源1，由于灯丝发出的光不是均匀的面光源，因此需要通过毛玻璃2将其转换成面光源照射到分划板上。
分划板3置于物镜4的焦平面上，因此，从物镜射出的光为平行光。
配用不同的分划板，连同测微目镜头，或显微镜系统，则可以测定透镜组的焦距，鉴别率，及其他成像质量。
将附配的调整式平面反光镜固定于被检运动直的工件上，用附配于光管的高斯自准目镜头，通过光管上的高斯目镜观察，可以进行运动工件的直线性检验。
平行光管法测量透镜焦距研究性报告
资料范本本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载平行光管法测量透镜焦距研究性报告地点：__________________时间：__________________说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容【目录】TOC \o "1-3" \h \z \u HYPERLINK \l "_Toc374486357" 【目录】 PAGEREF _Toc374486357 \h 1HYPERLINK \l "_Toc374486358" 【摘要】 PAGEREF_Toc374486358 \h 2HYPERLINK \l "_Toc374486359" 【关键词】 PAGEREF_Toc374486359 \h 2HYPERLINK \l "_Toc374486360" 【Summary】 PAGEREF_Toc374486360 \h 2HYPERLINK \l "_Toc374486361" 【Key words】 PAGEREF_Toc374486361 \h 2HYPERLINK \l "_Toc374486362" 一、【实验目的】 PAGEREF _Toc374486362 \h 3HYPERLINK \l "_Toc374486363" 二、【实验原理】 PAGEREF _Toc374486363 \h 3HYPERLINK \l "_Toc374486364" 1.测量凸透镜的焦距 PAGEREF _Toc374486364 \h 4HYPERLINK \l "_Toc374486365" 2.测量凹透镜的焦距 PAGEREF _Toc374486365 \h 4HYPERLINK \l "_Toc374486366" 三、【实验仪器】 PAGEREF _Toc374486366 \h 5HYPERLINK \l "_Toc374486367" 四、【实验步骤】 PAGEREF _Toc374486367 \h 5HYPERLINK \l "_Toc374486368" 1.等高共轴调节 PAGEREF_Toc374486368 \h 5HYPERLINK \l "_Toc374486369" 2.测量凸透镜的焦距 PAGEREF _Toc374486369 \h 6HYPERLINK \l "_Toc374486370" 3.测量凹透镜的焦距 PAGEREF _Toc374486370 \h 6HYPERLINK \l "_Toc374486371" 五、【数据记录与处理】PAGEREF _Toc374486371 \h 6HYPERLINK \l "_Toc374486372" 1.测量L1凸透镜的焦距 PAGEREF _Toc374486372 \h 6HYPERLINK \l "_Toc374486373" 2.测量L2凸透镜的焦距 PAGEREF _Toc374486373 \h 8HYPERLINK \l "_Toc374486374" 3.测量凹透镜的焦距 PAGEREF _Toc374486374 \h 9HYPERLINK \l "_Toc374486375" 六、【原始数据图片】 PAGEREF _Toc374486375 \h 11HYPERLINK \l "_Toc374486376" 七、【误差分析】 PAGEREF _Toc374486376 \h 11HYPERLINK \l "_Toc374486377" 八、【实验经验】 PAGEREF _Toc374486377 \h 12HYPERLINK \l "_Toc374486378" 1.调节等高共轴: PAGEREF_Toc374486378 \h 12HYPERLINK \l "_Toc374486379" 2.测量凸透镜焦距: PAGEREF_Toc374486379 \h 13HYPERLINK \l "_Toc374486380" 3.测量凹透镜焦距: PAGEREF_Toc374486380 \h 13HYPERLINK \l "_Toc374486381" 九、【实验仪器与方法的改进建议】 PAGEREF _Toc374486381 \h 13HYPERLINK \l "_Toc374486382" 1.实验仪器的改进建议 PAGEREF _Toc374486382 \h 13HYPERLINK \l "_Toc374486383" 2.实验方法的改进建议 PAGEREF _Toc374486383 \h 13HYPERLINK \l "_Toc374486384" 十、【感想与总结】 PAGEREF _Toc374486384 \h 15HYPERLINK \l "_Toc374486385" 【参考文献】 PAGEREF_Toc374486385 \h 16【摘要】透镜是光学仪器中最重要、最基本的元件，由玻璃材料（如玻璃、塑料、水晶等）制作而成，光线通过透镜反射后可以成像。
基于平行光管法的薄凸透镜焦距测量
基于平行光管法的薄凸透镜焦距测量李晓磊【摘要】薄凸透镜是光学仪器中最重要、最基本的元件,在天文、军事、医学等众多领域发挥着重要作用.焦距是薄透镜、反射镜等光学系统最重要的特性参量,因而准确测量薄透镜的焦距则显得尤为重要.实验室测量薄凸透镜焦距的方法有物距像距法、自准直法、光电法、平行光管法等.由于采用前3种方法测量透镜焦距的精度偏低,针对该问题,提出利用平行光管法测量薄凸透镜的焦距,并对实验误差作简单分析.实验结果表明,该方法可以高精度地测量薄凸透镜焦距,相对误差仅为0.138％.因此,采用平行光管法的薄凸透镜焦距测量方法是有效可行的.【期刊名称】《应用光学》【年(卷),期】2019(040)005【总页数】4页(P859-862)【关键词】薄凸透镜;焦距测量;平行光管法【作者】李晓磊【作者单位】中北大学信息商务学院 ,山西晋中030600【正文语种】中文【中图分类】TN911.74引言凸透镜焦距的测量是大学《应用光学》课程中必做的实验之一，测量方法有：物距像距法、自准直法、光电法、平行光管法[1-6]。
采用前3种方法测量薄凸透镜焦距时，光路比较简单，易于操作，学生容易掌握和理解。
但这些方法中都需要用透镜的位置、成清晰像的位置、物的位置等参量，经运算得到透镜的焦距。
此外，物距像距法和自准直法所得结果的准确度还受到人眼主观观察判断能力及像差的限制；光电法虽然能解决由像距的景深所引入的系统误差，但其测量精度还与透镜光心是否与支杆中心处于同一垂直于导轨平面有关，因此测量精度都偏低[7-10]。
为了提高凸透镜焦距的测量精度，丰富透镜焦距的测量手段，可采用平行光管法测量透镜的焦距[11]。
1 基于平行光管法的薄凸透镜焦距测量原理平行光管是一种能发射平行光束的精密的光学仪器，它有一个质量优良的准直物镜L0，其焦距是经过精确测定的[12-14]。
本实验中所用的平行光管，其物镜焦距为143 mm(数值由厂家提供)。
用平行光管测透镜的焦距及鉴别率
实验8平行光管的调整及使用平行光管是装、校、调整光学仪器的重要工具之一，也是光学量 度仪器中的重要组成部分，配用不同的分划板，与测微目镜(或显微 镜系统)，可以测定透镜或透镜组的焦距、鉴别率及其它成像质量。
为了保证检查或测量精度，被检透镜组的焦距最好不大于平行光管物 镜焦距的二分之一(其物镜焦距我们经常说成是平行光管的焦距) 。
【实验目的】1. 了解平行光管的结构及工作原理，掌握平行光管的调整方法。
2. 学会用平行光管测量凸透镜的焦距。
3. 会用平行光管测定鉴别率。
【实验仪器】 平行光管、平面反射镜、平行光管分划板、测微目镜、凸透镜等。
平行光管是产生平行光束的装置，其外形如图平行光管的型号很多，常见的有 CP G550型、CTT 5.5型，下 面主要以CPG550为例介绍平行光管的构造： 1. CP G550型平行光管主要规格 (1) 物镜焦距f ' : 550毫米(名义值)，使用时按出厂的实测值。
⑵物镜口径D : 55毫米。
⑶ 高斯目镜：焦距f ' 为44毫米，放大倍数为5.7 X 。
2 .分划板有5种分划板，如图2所示：佃)+宇分划板* {^)2号鉴别奉板4 («^戸*号豔别率析2^2^(1) 十字分划板：调节平行光管的物镜焦距并将十字分划板的十字© © © •«»!!I rHi(^/)星点板4 2)玻罗板25.&2 土手赶3飞屋工交玉4建字V4>E心调到平行光管的主光轴上，若拿掉十字分划板换上其它分划板，此分划板的中心也在平行光管的主光轴上。
(2)鉴别率板：可以用来检验透镜和透镜组的鉴别率，板上有25个图案单元，每个图案单元中平行条纹宽度不同，对2号鉴别率板，第1单元到第25单元的条纹宽度由20微米递减至5微米；而对3号鉴别率板25单元，则由40微米递减至10微米。
(3)星点板：星点直径为© 0.05毫米，通过被检系统后有一衍射像，根据像的形状作光学零件或组件成像质量定性检查。
薄透镜物理实验报告
薄透镜物理实验报告薄透镜物理实验报告引言：薄透镜是光学实验中常见的一种光学元件，它具有广泛的应用，如成像、放大、减小等。
本实验旨在通过实际操作，观察薄透镜的光学特性，并验证薄透镜公式。
实验一：焦距的测量1. 实验目的通过测量薄透镜的焦距，验证薄透镜公式。
2. 实验器材薄透镜、物体（如白色小球）、光源、屏幕、尺子、直尺。
3. 实验步骤（1）将薄透镜放置在透镜架上，调整透镜的位置，使其与光源和屏幕处于同一直线上。
（2）将物体放置在薄透镜的一侧，调整物体的位置，使其与薄透镜的光轴垂直。
（3）移动屏幕，找到物体成像的位置，测量物体到透镜和屏幕之间的距离。
（4）重复以上步骤，分别测量不同物体位置下的成像距离。
（5）根据薄透镜公式1/f = 1/v - 1/u，计算薄透镜的焦距。
实验二：物体放大率的测量1. 实验目的通过测量薄透镜的物体放大率，验证薄透镜公式。
2. 实验器材薄透镜、物体（如小字报纸）、光源、屏幕、尺子、直尺。
3. 实验步骤（1）将薄透镜放置在透镜架上，调整透镜的位置，使其与光源和屏幕处于同一直线上。
（2）将物体放置在薄透镜的一侧，调整物体的位置，使其与薄透镜的光轴垂直。
（3）移动屏幕，找到物体成像的位置，测量物体和成像之间的距离。
（4）测量物体的实际高度。
（5）根据薄透镜公式M = v/u，计算薄透镜的物体放大率。
实验三：透镜组的成像1. 实验目的通过观察透镜组的成像情况，了解透镜组的光学特性。
2. 实验器材透镜组（如凸凹透镜组）、光源、屏幕。
3. 实验步骤（1）将透镜组放置在透镜架上，调整透镜组的位置，使其与光源和屏幕处于同一直线上。
（2）调整透镜组的距离和位置，观察成像情况。
（3）移动屏幕，找到物体成像的位置，测量物体到屏幕的距离。
（4）根据成像距离和物体距离，计算透镜组的焦距。
结论：通过本实验，我们验证了薄透镜公式，并观察了透镜组的成像情况。
实验结果表明，薄透镜的焦距与物体和成像的距离有关，而物体放大率则取决于物体和成像的位置关系。
用平行光管测透镜的焦距及鉴别率
实验8平行光管的调整及使用平行光管是装、校、调整光学仪器的重要工具之一，也是光学量度仪器中的重要组成部分，配用不同的分划板，与测微目镜（或显微镜系统），可以测定透镜或透镜组的焦距、鉴别率及其它成像质量。
为了保证检查或测量精度，被检透镜组的焦距最好不大于平行光管物镜焦距的二分之一（其物镜焦距我们经常说成是平行光管的焦距）【实验目的】1•了解平行光管的结构及工作原理，掌握平行光管的调整方法。
2•学会用平行光管测量凸透镜的焦距。
3•会用平行光管测定鉴别率。
【实验仪器】平行光管、平面反射镜、平行光管分划板、测微目镜、凸透镜等。
平行光管是产生平行光束的装置，其外形如图1所示。
平行光管的型号很多，常见的有CPG550型、CTT型，下面主要以CPG55C为例介绍平行光管的构造：1.CPG550型平行光管主要规格（1）物镜焦距f ': 550毫米（名义值），使用时按出厂的实测值⑵物镜口径D: 55毫米。
⑶高斯目镜：焦距f '为44毫米，放大倍数为X2 .分划板有5种分划板，如图2所示：佃)+宇分甸板门(齢2号鉴别率板"©卜号鉴别率析* (⑵星点板』玻罗板屛(1)十字分划板：调节平行光管的物镜焦距并将十字分划板的十字心调到平行光管的主光轴上，若拿掉十字分划板换上其它分划板，此分划板的中心也在平行光管的主光轴上。
(2)鉴别率板：可以用来检验透镜和透镜组的鉴别率，板上有25个图案单元，每个图案单元中平行条纹宽度不同，对2号鉴别率板，第1单元到第25单元的条纹宽度由20微米递减至5微米；而对3 号鉴别率板25单元，则由40微米递减至10微米。
(3)星点板：星点直径为©毫米，通过被检系统后有一衍射像，根据像的形状作光学零件或组件成像质量定性检查。
(4)玻罗板：它与测微目镜(或读数显微镜)组合在一起使用，用来测量透镜组的焦距。
玻罗板上每两条等长线之间的间距有不同的尺寸，其名义尺寸为：1毫米、2毫米、4毫米、10毫米、20毫米，使用时应依据出厂时的实测值。
平行光管及透镜焦距测量实验
课程名称：应用光学实验项目名称：平行光管及透镜焦距测量实验的毛玻璃组成。
由于分划板置于物镜的焦平面上,因此,当光源照亮分划板后，分划板上每一点发出的光经过透镜后，都成为一束平行光。
又由于分划板上有根据需要而刻成的分划线或图案，这些刻线或图案将成像在无限远处。
这样,对观察者来说，分划板又相当于一个无限远距离的目标。
图1.1 平行光管的结构原理图根据平行光管要求的不同，分划板可刻有各种各样的图案。
图1.2是几种常见的分划板图案形式。
图1.2(a)是刻有十字线的分划板，常用于仪器光轴的校正；图1.2(b)是带刻度分划的分划板，常用在距离测量上；图1.2(c)是中心有一个小孔的分划板，又被称为星点板；图1.2(d)是鉴别率板，它用于检验光学系统的成像质量。
鉴别率板的图样有许多种，这里只是其中的一种；图1.2(e)是带有几组一定间隔线条的分划板，通常又称它为玻罗板，它用在测量透镜焦距的平行光管上。
图1.2分划板的几种形式用平行光管法测量凸透镜焦距的光路图如图1.3所示，由光路图1.3的几何关系可知：图1.3平行光管法测量凸透镜焦距光路图tanφ=y′f0′(1)tanφ1′=y′f x′(2)φ=φ′=φ1=φ1′(3)y f0′=y′f x′(4)镜f x=y′yf0′(5)其中o f 为平行光管物镜焦距，y为玻罗板上线对的长度，'y为用CCD采集得到的玻罗板上线对像的距离。
本实验中实际测量凸透镜焦距和凹透镜焦距的光路图如图1.4、图1.5和图1.6所示。
图1.4凸透镜焦距测量光路图图1.5凹透镜成像规律图1.6凹透镜焦距测量光路图如图1.6所示，平行光管将物y发出的光线准直，准直光经过待测凹透镜时会在f x′焦平面上成一虚像，这个虚像可作为自准直透镜组的虚物再次成像在相机上，即像y′。
测量凹透镜焦距需要将一自准直透镜组与待测凹透镜组成伽利略望远系统，通过测量CCD中采四、实验内容与步骤：要求：简要列出实验要求的内容和主要步骤。
南京理工大学电光学院光学工程平行光管测透镜焦距
竖线为基准线，测 量时，竖线对准读 数，数值均在鼓轮 上读取。注意：整
数位是反的。
10 5 0
4.059mm （a）
5 10
70 75 80
3.737mm （b）
实验仪器
(1) 测量时，鼓轮应沿同一方向旋转，不得中途反向，以避免空
(2) 被测量物的线度方向必须与基准线方向平行，否则会引入系
(3) 被测量物的像与基准线重合，不能存在视差 (4) 虽然测微目镜测量范围为0～10mm，但一般测量应尽量控制
在1～9mm范围内进行，以保护测微装置的准确度，切忌读 出负值。 (5) 零点修正值的存在，注意整数位的读法。
实验原理 -----透镜焦距测量
如图示，选用测微目镜，使被测透镜焦平面上所成玻罗板的像也在 测微目镜的焦平面上，便可测量。
因为 '
所以
f1
h1 h
f
式中 f 1’为被测透镜焦距， f ’为平行光管焦距实测值（贴于平行光管管壁上，
单位毫米）, h为玻罗板上所选用线距实测值(实验中为名义值)，h’1 为玻罗
板线对像的线间距(测量值)。
2
4
B
3
1 A'
A f1'
'
B'
f'
1.玻罗板 2.平行光管物镜 3.被测凸透镜 4.测微目镜
实验仪器
波罗板。分划板上用真空镀膜的方法镀上五
组线对，各线对间距名义值分别是：1mm， 2mm，4mm，10mm，20mm。
12345
6 11 16 21
22 23 24 25
3号分辨率板。每板上面都有25个单元图案，
每个单元有四个方向，每个方向都由一些平行 的刻线所组成的。3号板则从40µm递减到 10µm。
用平行光管法测薄透镜焦距
薄透镜焦距的测量是大学物理实验中必做的实验之 一，测量方法大体有：物距—像距法、二次成像法（只有凸 透镜可用此法）、自准直法、平行光管法［１］．测量凸透镜焦距 时，主要用前３种方法，这几种方法的光路比较简单，易于 操作，学生容易掌握和理解，训练的内容多一些；测定凹透 镜焦距时，采用的是物距—像距法和自准直法［２］，因需用虚 物来成实像，光路比较复杂，学生操作时就要困难一些，训 练的内容就要少些 ． 这些方法中都需要用透镜的位置，成 清晰像的位置，物的位置等参量经运算得到透镜的焦距， 所得结果的准确度受到人眼主观观察判断能力及像差的 限制，还与透镜光心是否与支杆中心处于同一垂直于导轨 平面有关，因此测量的精度不高．为了提高透镜焦距的测 量精度，丰富透镜焦距的测量手段，可采用平行光管法测 量透镜的焦距． １ 实验原理及测量方法
［收稿日期］ ２００５－ ０９－ １０ ［作者简介］粟 琼，女，贵州剑河人，凯里学院物理系高级实验师．
第６期
粟 琼：用平行光管法测薄透镜焦距
３５
图２ 实验光路图
ｔａｎ !＝ ｌ "０′
，
ｔａｎ
!１′＝
ｌ′′． "２′
无焦系统的角放大率为
（２）
" ＝ ｔａｎ !１ ＝ ｌ′（／ － "ｘ′）＝ "１′， ｔａｎ !０ ｌ′／"１′ "ｘ′
参考文献： ［１］杨述武 ． 普通物理实验：光学部分［Ｍ］． 第３版．北京：高等教
育出版社，２０００． ［２］侯如松 ． 普通物理实验［Ｍ］． 成都：成都科技大学出版社，
薄透镜焦距的测量实验报告
薄透镜焦距的测量实验报告薄透镜焦距的测量实验报告一、引言透镜是光学仪器中的重要组成部分，其焦距是透镜的重要光学参数之一。
透镜焦距的准确测量对于光学仪器的设计和制造具有重要意义。
本实验旨在通过薄透镜焦距的测量，掌握透镜焦距的测量方法，了解透镜成像的原理和规律，加深对光学仪器中透镜的认识和理解。
二、实验原理薄透镜焦距的测量可以通过物距-像距法来实现。
当物体位于透镜前方时，光线经过透镜后会形成一个清晰的实像。
此时，可以通过测量物体到透镜的距离（物距）和实像到透镜的距离（像距），并根据透镜成像公式计算出透镜的焦距。
透镜成像公式为：1/f=1/u+1/v，其中f为透镜焦距，u为物距，v为像距。
当物体位于透镜前方时，物距u为正数，像距v也为正数；当物体位于透镜后方时，物距u为负数，像距v也为负数。
因此，在计算透镜焦距时，需要考虑物距和像距的符号。
三、实验步骤1.搭建实验光路：将光源、光具座、透镜和光屏依次放置在实验台上，并调整它们的高度，使光线能够垂直通过透镜。
2.测量物距和像距：将物体放置在透镜前方，移动光屏，直到在光屏上观察到清晰的实像。
此时，测量物体到透镜的距离（物距）和实像到透镜的距离（像距）。
3.计算焦距：根据透镜成像公式，计算出透镜的焦距。
为了减小误差，需要进行多次实验，并求出焦距的平均值。
4.绘制光路图：根据实验数据，绘制出物体、透镜和实像之间的光路图。
四、实验结果与分析表1 实验数据记录表有一定的可行性和精度。
在本实验中，通过多次测量并计算焦距的平均值，可以得到较为准确的实验结果。
然而，由于实验过程中存在误差和不确定性，如光源和光屏的调整误差、测量误差等，因此实验结果仍存在一定的误差。
为了提高实验精度，可以采用更精确的测量仪器和方法，如使用显微镜观察实像的位置等。
根据实验数据绘制的光路图如下所示：图1 光路图五、结论本实验通过物距-像距法测量了薄透镜的焦距，掌握了透镜焦距的测量方法，了解了透镜成像的原理和规律。
平行光管法测薄透镜焦距_研究性实验报告
基础物理实验研究性报告课题名称平行光管法测薄透镜焦距院系能源与动力工程学院第一作者第二作者第三作者目录摘要 (3)关键词 (3)1. 实验目的 (3)2. 实验原理 (3)1) 测量凸透镜焦距 (4)2) 测量凹透镜焦距 (5)3. 实验仪器 (5)4. 实验步骤 (6)1) 等高共轴调节 (6)2) 测量凸透镜焦距 (6)3) 测量凹透镜焦距 (6)5. 数据记录 (7)1) 测量凸透镜的焦距 (7)2) 测量凸透镜的焦距 (7)3) 测量凹透镜的焦距 (7)6. 数据处理 (8)1) 测量凸透镜的焦距 (8)2) 测量凹透镜的焦距 (9)7. 误差分析 (10)8. 讨论 (11)1) 对误差来源的进一步分析 (11)2) 对实验仪器的改进建议 (12)3) 对教学改革的建议 (13)9. 实验原始数据 (14)参考文献 (13)摘要透镜是光学仪器中最重要、最基本的元件，一般由玻璃、塑料透明材料制作而成。
常用的透镜主要有凸透镜与凹透镜两大类。
焦距是反映透镜特性的一个重要参数，因此准确测量透镜的焦距则显得很重要。
实验室测量透镜焦距的方法有自准直法、物距像距法、共轭法、平心光管法。
本文将利用平行光管法测量两种透镜的焦距，并对实验误差作简单分析，同时还给出了我们对于实验操作经验总结以及仪器改进方面的建议。
关键词薄透镜焦距、等高共轴调节、平行光管1.实验目的（1）掌握简单光路的调整方法——等高共轴调整；（2）学习用平行光管法测量凸透镜以及凹透镜焦距；（3）学习消除系统误差或减小随机误差的方法；2.实验原理薄透镜是指透镜的中心厚度远小于其焦距（<<）的透镜。
近轴光线是指通过透镜中心部分并与主光轴夹角很小的那一部分光线。
为了满足近轴光线条件，常在透镜前（或后）加一带孔的屏障，即光阑，以挡住边缘光线；同时选用小物体，并作等高共轴调节，把它的中点调到透镜的主光轴上，使入射到透镜的光线与主光轴的夹角很小。
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基础物理实验研究性报告课题名称平行光管法测薄透镜焦距院系能源与动力工程学院第一作者第二作者第三作者目录摘要 (3)关键词 (3)1. 实验目的 (3)2. 实验原理 (3)1) 测量凸透镜焦距 (4)2) 测量凹透镜焦距 (5)3. 实验仪器 (5)4. 实验步骤 (6)1) 等高共轴调节 (6)2) 测量凸透镜焦距 (6)3) 测量凹透镜焦距 (6)5. 数据记录 (7)1) 测量凸透镜的焦距 (7)2) 测量凸透镜的焦距 (7)3) 测量凹透镜的焦距 (7)6. 数据处理 (8)1) 测量凸透镜的焦距 (8)2) 测量凹透镜的焦距 (9)7. 误差分析 (10)8. 讨论 (11)1) 对误差来源的进一步分析 (11)2) 对实验仪器的改进建议 (12)3) 对教学改革的建议 (13)9. 实验原始数据 (14)参考文献 (13)摘要透镜是光学仪器中最重要、最基本的元件，一般由玻璃、塑料透明材料制作而成。
常用的透镜主要有凸透镜与凹透镜两大类。
焦距是反映透镜特性的一个重要参数，因此准确测量透镜的焦距则显得很重要。
实验室测量透镜焦距的方法有自准直法、物距像距法、共轭法、平心光管法。
本文将利用平行光管法测量两种透镜的焦距，并对实验误差作简单分析，同时还给出了我们对于实验操作经验总结以及仪器改进方面的建议。
关键词薄透镜焦距、等高共轴调节、平行光管1.实验目的（1）掌握简单光路的调整方法——等高共轴调整；（2）学习用平行光管法测量凸透镜以及凹透镜焦距；（3）学习消除系统误差或减小随机误差的方法；2.实验原理薄透镜是指透镜的中心厚度远小于其焦距（<<）的透镜。
近轴光线是指通过透镜中心部分并与主光轴夹角很小的那一部分光线。
为了满足近轴光线条件，常在透镜前（或后）加一带孔的屏障，即光阑，以挡住边缘光线；同时选用小物体，并作等高共轴调节，把它的中点调到透镜的主光轴上，使入射到透镜的光线与主光轴的夹角很小。
在近轴光线条件下，薄透镜的成像规律可用下式表示，即其中，为物距，实物为正，虚物为负；为像距，实像为正，虚像为负；为焦距，凸透镜为正，凹透镜为负。
对于薄透镜，公式中均从光心开始算起。
下面就来介绍一下平行光管。
平行光管是一种能发射平行光束的精密光学仪器，也是装校和调整光学仪器的重要工具之一。
它有一个质量优良的准直物镜，其焦距是经过精确测定的。
本实验所用的是f550平行光管，其物镜焦距约为550mm（准确数值由厂家提供）。
起光学系统主要结构如图1-1所示。
1—光源；2—毛玻璃；3—分划板；4—物镜图1-1 平行光管光学结构图在平行光管中，利用白炽灯作为光源1，由于灯丝发出的光不是均匀的面光源，因此需要通过毛玻璃2将其转换成面光源照射到分划板上。
分划板3置于物镜4的焦平面上，因此，从物镜射出的光为平行光。
配用不同的分划板，连同测微目镜头，或显微镜系统，则可以测定透镜组的焦距，鉴别率，及其他成像质量。
1)测量凸透镜的焦距本实验利用物像之间的比例关系测量透镜的焦距。
实验光路图如图1-2所示。
将待测透镜置于平行光管物镜前，再将平行光管的分划板3换成刻有五组刻线对的玻罗分划板（见图1-3），玻罗分划板每对刻线的间距分别是20、10、4、2、1（单位：mm）。
从图中的几何关系可以看出待测透镜的焦距为（1.1）式中，y是在玻罗分划板上所选刻线对的实际间距；是该刻线对在透镜后焦面上所成像的间距；是平行光管物镜的焦距；是待测凸透镜的焦距。
图1-2 测量凸透镜焦距的光路图图1-3 玻罗分划板2)测量凹透镜的焦距本实验的测量原理是将一焦距已知的凸透镜与待测凹透镜组成伽利略望远系统，实验光路如图1-4所示。
将待测凹透镜放在两凸透镜之间，当调节凹透镜的位置使其后焦点与凸透镜的后焦点重合时，凸透镜与凹透镜便准确地组成伽利略望远镜，它们的出射光再次成为平行光，由几何关系有（2.1）又根据前述凸透镜焦距的测量原理，可知凸透镜的焦距满足（2.2）于是由式（1.1）和式（2.2）得或（2.3）式中，是玻罗分划板上某刻线对经凸透镜成像后的间距；是该刻线对经透镜组成像后得到的间距；是凸透镜的焦距。
图1-4 测量凹透镜焦距的光路图3.实验仪器光具座、凸透镜（X2）、凹透镜、光源、屏、平行光管（含十字叉丝、玻罗分划板）、测微目镜、半导体激光器。
4. 实验步骤1)等高共轴调节本实验中各元件的等高共轴调节极为重要，特别是测量凹透镜焦距时，若共轴调节不准，就可能观察不到成像。
该实验中等高共轴的调节思路如下：①目测粗调各光学元件等高共轴。
这一步很重要，做的不好会给后面的细调带来困难。
②利用细激光束的高准直特性进行细调。
在平行光管的焦平面上放置十字叉丝分划板，让激光束照射叉丝中心，并从平行光管的物镜中心出射，此时可以在物镜后的白屏上观察到十字叉丝的衍射图案。
沿导轨移动白屏，观察屏上激光光点的位置是否改变，相应调节激光和平行光管的方向，直至移动白屏时光点的位置不再变化，至此激光光束与导轨平行；然后逐个放入其他光学元件并调节这些元件的方位，按照光轴上的物点仍应成像在光轴上的原理，使之沿导轨移动过程中，出射的激光光点位置不变。
③利用透镜成像原理进一步微调。
在通过目镜观察成像的场合，可利用成像的位置将各元件调至等高共轴。
先记录下某透镜成像的位置，再依次放入其他透镜，仅调节该透镜的高低、左右，使成像位置保持不变即可。
2)测量凸透镜的焦距将平行光管分划板换成玻罗分划板，按图1-3所示原理放置并调节透镜，使从测微目镜中观察到清晰、无视差的玻罗分划板像。
通过测微目镜测出某刻线对（或某些刻线对）像距，由式（1.1）求得凸透镜的焦距。
为了提高测量精度，在实际测量时应尽可能读取较多的刻线位置或使用间距较大的刻线对。
3)测量凹透镜的焦距用前述测量凸透镜焦距的方法调整好另一凸透镜，测出某对刻线像距，保持与测微目镜之间的距离不变。
再按图1-4加上凸透镜与待测凹透镜，调整它们之间的距离，当两者焦距重合构成无焦系统时，凹透镜将出射平行光，即测微目镜中将再次出现清晰的玻罗分划板成像，测出此时同一对刻线像距。
由式（2.3）算得凹透镜焦距。
以上测量中须注意消除螺纹间隙误差，还应合理设计测量方案，以保证足够多的测量数据。
值得注意的是，此时观察到的玻罗分划板图像已经被放大，在测微目镜中只能看到玻罗分划板中心的线对，如果等高共轴调整不准确，将无法观察到完整的线对。
5. 数据记录1)测量凸透镜的焦距（单位：mm）i 1 2 3 4 5 6 7 8从左到右7.730 6.660 6.281 6.126 5.762 5.560 5.213 4.110 从右到左7.690 6.655 6.289 6.132 5.769 5.565 5.211 4.0882)测量凸透镜的焦距（单位：mm）i 1 2 3 4 5 6 7 8从左到右7.770 6.515 6.120 5.965 5.584 5.360 5.001 3.950从右到左7.770 6.545 6.120 5.976 5.594 5.362 5.032 3.9643)测量凹透镜的焦距（单位：mm）i 1 2 3 4 5 6从左到右8.015 6.466 5.870 4.349 3.425 1.946从右到左8.030 6.436 5.818 4.292 3.401 1.9606.数据处理1) 测量凸透镜的焦距(单位：mm）①实验原始数据处理y 1 2 4 100.364 0.363 0.721 0.724 1.447 1.444 3.620 3.602200.200 199.650 198.275 199.100 198.963 198.550 199.100 198.110 其中，=550mm，、分别为每对刻线对两条刻线在测微目镜中对应的读数。
②不确定度计算∴，；∴；又∵；∴；；；；测量结果的加权平均：∴最终结果表述为：。
2)测量凹透镜的焦距(单位：mm）①原始数据处理（凸透镜与凹透镜）y 1 2 4 100.381 0.382 0.760 0.758 1.514 1.513 3.820 3.8061.521 1.526 3.041 3.035 6.069 6.07049.758 49.725 49.643 49.611 49.553 49.512其中，，、分别为每对刻线对两条刻线在测微目镜中对应的读数。
②不确定度计算由实验（1）数据可知：；∵，；；∴测量结果的加权平均：∴最终结果表述为：。
7. 误差分析1) 相对误差计算实验室凸透镜和凹透镜焦距的给定值分别是200mm与50mm，于是两实验测量结果的相对误差分别为：由以上计算可知，两实验的相对误差均小于5%，实验测量结果可信。
2)原因分析经分析，我们认为本实验造成误差的原因主要有以下几个方面：①各光学原件或者部分原件等高共轴调节不到位；②实验仪器本身具有的仪器误差。
如平行光管校准时不到位，使得平行光管是否严格平行、光管凸透镜焦距的真实值是否为550mm、以及光具座的平行度等不能确定，而造成的误差；③实验过程中读数不准确造成的误差。
8. 讨论我们小组讨论的容包含有以下四个部分：①对误差来源的进一步分析（定量）；②对实验仪器的改进建议；③对教学改革的建议。
1)对误差来源的进一步分析在本次实验完成之后，我们对可能引入的误差进行定量描述，从而考察其对实验的影响程度:在等高共轴调节环节之后，将玻罗分划板插入平行光管时，由于很难将玻罗分划板，插至其上的刻线对与水平方向垂直(即刻线对与竖直方向存在一定的夹角)，同时为了将误差减小及调节玻罗分划板方便，因而我们对相应的误差进行分析，同时分析增加结构来调节玻罗分划板方便的必要性:图1-5（玻罗分划板与竖直方向有1º夹角）图1-6(分划板间与竖直向有10º夹角）如图1-6（极端情况），如果假设对应的刻线对间的距离为10mm，则可得测量误差：由此，我们可以得知，一般情况下在小刻线对与小夹角(2º以下)的条件下，由于刻线对没有在严格的竖直方向而带来的误差是可以忽略的。
但对于大刻度线是有影响的，所以我们在试验中，还得不断地调整分划板。
由于在分划板的调节过程中，一个人的操作下效率很低，并且还容易影响到平行光管的平行性，所以我们小组通过对测微目镜的结构了解与实体观察，提出了，在原有支座上部增加一个环状环（具有较好的固定性与配合），能与测微目镜前部圆筒嵌套在一起。
通过调整测微目镜的整体转角来让其上竖直叉丝与刻线对平行，这样一来可以减小上述的误差，并且调节方便。
2)对实验仪器的改进建议在本实验中我们小组发现不能看到全部叉丝，或者只能看到叉丝的一部分（操作是规的）。
通过分析我们认为由于此会使得测量数据减少，从而一定程度上让精度变低，因此我们希望在目镜方面做点改进：在实验中测量凸透镜焦距的时候，可以很容易地在视野中看到玻罗分划板的全部四对玻罗叉丝。