薄透镜焦距地测定

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薄透镜焦距的测量实验原理

薄透镜焦距的测量实验原理

薄透镜焦距的测量实验原理引言:薄透镜是光学实验中常用的元件之一,它具有将光线聚焦或发散的作用。

测量薄透镜的焦距是实验室中常见的实验之一,通过测量薄透镜的物距和像距,可以准确地计算出薄透镜的焦距。

本文将介绍薄透镜焦距的测量实验原理以及具体的操作步骤。

一、实验原理薄透镜焦距的测量实验基于薄透镜成像公式,该公式可以表示为:1/f = 1/v - 1/u其中,f为透镜的焦距,v为像距,u为物距。

实验中,我们通过测量透镜的物距和像距,然后代入公式,求解焦距。

二、实验装置及材料1. 凸透镜:选择一个焦距已知的凸透镜。

2. 光源:可以使用点光源或平行光源。

3. 物体:可以使用一个尺子或标尺作为物体。

4. 屏幕:用于接收透镜成像后的光线。

三、实验步骤1. 准备工作:a. 将光源放置在透镜的一侧,确保光线能够通过透镜。

b. 将屏幕放置在透镜的另一侧,并与透镜保持一定的距离。

2. 实验操作:a. 将物体放置在透镜的一侧,并与透镜保持一定的距离。

b. 调整透镜的位置,使得光线通过透镜后能够在屏幕上形成清晰的像。

c. 测量物距u和像距v,并记录下来。

3. 数据处理:a. 将测得的物距u和像距v代入薄透镜成像公式。

b. 根据公式计算出透镜的焦距f。

四、注意事项1. 测量物距和像距时,应尽量保证测量的准确性,可以使用尺子或标尺进行测量,并尽量测量多组数据取平均值。

2. 在调整透镜位置时,应观察屏幕上的像是否清晰,如有需要可以适当调整透镜的位置,直至获得清晰的像。

3. 实验过程中要注意安全,避免光线直接照射眼睛。

结论:薄透镜焦距的测量实验原理是基于薄透镜成像公式,通过测量透镜的物距和像距,然后代入公式,可以计算出透镜的焦距。

实验中需要准备透镜、光源、物体和屏幕等实验装置及材料,按照一定的步骤进行操作。

在实验过程中,需要注意测量准确性和安全性。

通过这个实验,我们可以更加深入地了解薄透镜的性质和特点,同时也可以巩固和应用薄透镜成像公式的知识。

测量薄透镜焦距实验报告

测量薄透镜焦距实验报告

测量薄透镜焦距实验报告测量薄透镜焦距实验报告引言:薄透镜是光学实验中常见的一个元件,它具有很多重要的应用,如成像、放大等。

测量薄透镜的焦距是我们研究透镜特性的基础,本实验旨在通过实际操作,测量薄透镜的焦距,并探究影响测量结果的因素。

一、实验原理薄透镜的焦距是指光线经过透镜后会聚或发散的位置。

根据薄透镜的成像公式,可以得到焦距与物距、像距之间的关系。

在实验中,我们将通过测量透镜的物距和像距来计算焦距。

二、实验器材1. 薄透镜2. 光源3. 物体4. 屏幕5. 尺子6. 实验台三、实验步骤1. 将实验台放置在平稳的桌面上,确保实验台水平。

2. 将光源放置在实验台的一侧,并调整光源位置,使光线射向透镜。

3. 在透镜的另一侧放置物体,并移动物体的位置,直到在屏幕上观察到清晰的像。

4. 使用尺子测量透镜与物体的距离,即为物距。

5. 使用尺子测量透镜与屏幕的距离,即为像距。

6. 重复上述步骤多次,记录每次的物距和像距。

四、实验数据处理1. 将实验中测得的物距和像距数据整理成表格。

2. 根据薄透镜成像公式,计算每次实验得到的焦距。

3. 对焦距数据进行统计分析,计算平均值和标准偏差。

五、实验结果与讨论通过实验数据处理,得到了多次测量的焦距数据。

根据数据计算,得到了平均焦距为XX,标准偏差为XX。

可以看出,实验结果的标准偏差较小,说明实验测量结果较为准确。

然而,在实验过程中可能会存在一些误差来源。

首先,光线的折射现象会产生一定的误差。

其次,透镜的制作和形状可能存在一定的偏差,也会对实验结果产生影响。

此外,实验者的操作技巧和观察能力也会对实验结果产生影响。

为了减小误差,可以采取以下措施。

首先,保持实验台的水平稳定,避免实验台晃动对实验结果产生干扰。

其次,使用光源和屏幕时,要确保光线的直线传播,避免光线的散射和干扰。

此外,可以多次重复实验,取平均值,以减小个别误差的影响。

六、实验结论通过本实验,我们成功测量了薄透镜的焦距,并得到了平均焦距为XX。

薄透镜焦距的测定的实验报告

薄透镜焦距的测定的实验报告

薄透镜焦距的测定的实验报告实验名称:薄透镜焦距的测定实验目的:通过实验测量薄透镜的焦距。

实验原理:对于一个薄透镜,当物体距离透镜足够远(即射线与光轴成很小角度时),可以近似认为射线是平行于光轴的,此时通过透镜的射线在焦点处会汇聚成一点。

因此,我们可以通过测量在不同位置摆放的物体所成像的位置来计算薄透镜的焦距。

实验器材:薄透镜、光屏、白炽灯、物体(可以使用光滑和尺寸适宜的小物体)。

实验步骤:1. 将薄透镜和光源放置在同一光轴上,如图所示。

将光屏放在透镜的另一侧,调整距离使得光屏上能看到透镜清晰的像。

2. 向透镜前摆放一物体(如实验器材所述),同时在光屏上观察到物体的清晰像。

记录物体和透镜之间的距离为S1,物体和其像之间的距离为S2。

3. 移动物体位置,改变物体和透镜之间的距离,再次调整光屏位置,观察到物体在光屏上的清晰像。

记录此时物体和透镜之间的距离为S1’,物体和其像之间的距离为S2’。

4. 重复步骤3,测量不同物体和透镜之间的距离,记录数据。

5. 根据公式:1/f = 1/S1 + 1/S21/f = 1/S1’ + 1/S2’(其中f为薄透镜的焦距)计算所得的焦距,求出其平均值,作为实验结果。

实验注意事项:1. 实验环境应保证良好的光线照明条件,以免影响测量结果。

2. 操作时应注意安全,避免身体或者设备的受伤。

3. 实验期间避免震动和摇晃设备,保证数据的准确性。

实验结果与分析:我们根据实验步骤所述,通过实验测量了多组物体和透镜之间距离的数值,根据公式计算了各组所得的焦距。

最终,我们得到的平均值为10cm(保留两位小数)。

结合实验原理中所述的焦距的概念,我们可以得出,在物体距透镜足够远的情况下,通过测量不同物体与其成像之间距离变化,我们可以比较准确地计算薄透镜的焦距。

同时,从实验结果中我们也可以看出,焦距的数值是一个比较稳定的值,不受物体之间的变化和测量位置的影响,这也说明了焦距是透镜的一个固有特性。

薄透镜测焦距实验报告

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。

薄透镜焦距的测定

薄透镜焦距的测定

薄透镜焦距的测定透镜是古老的光学元件,由于生活、生产的需要,一直应用于实际。

如今透镜仍是组成各种光学仪器的基本光学元件。

焦距是透镜的一个重要特性参量,在不同的使用场合要选择焦距合适的透镜或透镜组,为此就需要测定焦距。

测焦距的方法很多,应该根据不同的用途,不同的精度要求和具体的条件选择合适的方法。

一.实验目的1.学习测量薄透镜焦距的几种方法;2.掌握简单光路的分析和调整方法;3. 熟悉透镜成像的规律,观察透镜成像的像差。

二.仪器和用具光具座;凸透镜;凹透镜;物屏;像屏;滤色镜;光栏;毛玻璃;光源;反射镜等。

三.实验原理1.薄透镜成像公式薄透镜是指透镜厚度与焦距相比甚小的透镜。

如图9-1所示,设物距、像距、焦距分别为u 、υ、f ,则在近轴光线的条件下,薄透镜(包括凸透镜和凹透镜)成像的规律为:f υu 111=+ (9-1) 我们规定:物距u 恒取正值,像距υ的正负由像的虚实来确定,实像时,υ为正;虚像时,υ为负。

凸透镜的f 取正值;凹透镜的f 取负值。

要注意,只有在透镜是薄透镜和光线是近轴光线的条件下(9-1)式才成立。

所谓近轴光线,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。

为了满足这一条件,常常在透镜前加一光栏以挡住边缘光线,或者选用一小物体作为物,并把它的中心调到透镜的主轴上,使入射到透镜的光线与主光轴夹角很小。

让小物体中心能处于主光轴的调整常称为“调同轴等高”。

我们以凸透镜为例介绍调整方法:如图9-2所示,当L (物距+像距)>f时,凸透镜沿光轴方向移动,其光心处在位置1O 和2O 时都能在屏上获得清晰的像,并且在1O 处成大像,在2O 处成小像。

如果小物体AB 的中心在主轴上,那么所成的大像和小像的中心应重合,否则需调物或透镜的位置。

调节的技巧是“大像追小像”,即把大像中心调向小像中心。

2. 凸透镜焦距的测量方法(1)自准法: 如图9-3所示,物P 在透镜焦平面上时,透镜后的一平面镜把出射的一束平行光反射回去,结果又在物P 所处的焦平面上形成倒立的大小相等的像'P 。

实验薄透镜焦距的测定

实验薄透镜焦距的测定

f1 f 2
A'
x
'' 0
固定
A''
凹透镜焦距的测定(组合法)
L1
物屏
A
B
f1 f 2
A'B' 为凹透镜的虚
物,物距为负值
uv
L2
f uv
B'
B''
A'
U
A''
V
组合法测凹透镜焦距表格
(单位:cm)
次物 数屏
X0
L1 B’’ B’(X1)
L2(X2)
(X’) (X3) 左 右 平 左 右 平
=

f
(a) 凸透镜的焦点
f
(b) 凹透镜的焦点
图 透镜的焦点及焦平面
• 光路可逆原理:
• 在反射和折射定律中,光线如果沿反射和折射方 向入射,则相应的反射和折射光将沿原来的入射 方向。这就是说,如果物点Q发出的光经光学系 统后在Q’点成像,则Q’点发出的光线经同一光 学系统后必然会在Q点成像,即物和像之间是共 轭的。
自准法测凸透镜焦距 (单位:cm)

物屏
O

X0


平均
1
2
3
4
5
数据处理-自准法
f fi n
f tn f
f
V
2 fi
n(n 1)
f f f
Ur
f f
100 %
必须代数计算
2.共轭法测凸透镜焦距
• 把像屏放在物的4倍焦距以外,移 动凸透镜,在两个不同位置,在像 屏上必然会成一大一小两个不同的 像。(推导右边公式)

薄透镜焦距测量实验

薄透镜焦距测量实验

薄透镜焦距测量实验在本实验中,我们将探讨薄透镜焦距的测量方法及原理。

薄透镜是一种常见的光学器件,其焦距的准确测量对于许多光学应用至关重要。

通过本实验,我们将学习如何使用简单的实验装置和方法来测量薄透镜的焦距。

实验原理薄透镜是一种光学元件,可以将入射光线聚焦或发散。

其焦距是从透镜中心到其焦点的距离。

焦距的测量可以通过利用光学成像原理完成。

当物体在透镜前方时,产生的像将出现在焦点处,因此可以通过测量物体与像之间的距离来确定透镜的焦距。

实验装置和步骤实验装置:•薄透镜•光源•纸屏•尺子实验步骤:1.将光源放置于实验台上,使其发出的光线直射薄透镜。

2.在薄透镜的另一侧放置一张纸屏,确保离薄透镜的距离大于焦距。

3.调整纸屏的位置,使得在屏幕上能够清晰观察到透镜产生的像。

4.用尺子测量物体与像之间的距离,并记录下来。

5.重复实验几次,取平均值作为薄透镜的焦距。

实验数据分析通过测量得到的物体与像之间的距离,可以利用透镜成像公式计算出薄透镜的焦距。

该公式为:$\\frac{1}{f} = \\frac{1}{d_o} + \\frac{1}{d_i}$其中,f为薄透镜的焦距,d o为物体距离透镜的距离,d i为像距离透镜的距离。

结论通过本实验,我们成功测量了薄透镜的焦距,并掌握了测量方法和原理。

薄透镜的焦距是一个重要的光学参数,在许多光学应用中具有重要意义。

熟练掌握焦距的测量方法,可以为我们更深入地理解光学现象提供帮助。

希望本实验对于探索光学世界有所帮助。

薄透镜焦距的测量实验原理

薄透镜焦距的测量实验原理

薄透镜焦距的测量实验原理薄透镜是一种常用的光学器件,其焦距的测量是光学实验中的一项重要内容。

下面介绍薄透镜焦距的测量实验原理。

实验原理:1.薄透镜的成像规律:薄透镜是由两个界面曲率半径较大的球面界组成,可以将平行光线聚焦或发散。

当光线通过薄透镜时,根据光线在两个球面界面的折射规律,可以得出薄透镜成像的位置和特点。

如果光线垂直入射,则光线通过薄透镜后会向透镜的凸面(或凹面)偏转,经过折射后再次偏转,最终会交于焦点F处,称为正焦距。

如果入射光线聚焦点在薄透镜的凹面(或凸面)前,光线通过透镜会发散出去,焦点F位于入射光线背后,称为负焦距。

2.物距与像距的关系:薄透镜成像过程中,物距与像距之间遵循以下关系:1/f=1/v-1/u其中,f为焦距,v为像距,u为物距。

若焦距为正值,则为凸透镜;若焦距为负值,则为凹透镜。

实验步骤:1.首先,将薄透镜固定在一个透明平板上,以保持透镜水平。

2.准备一个屏幕,调整屏幕与透镜的距离,使得在透镜后方形成清晰的倒立成像。

调整距离,直到获得清晰的像。

3.测量透镜与屏幕之间的距离,记为v(像距)。

4.在透镜前方放置一个物体,将物体逐渐向透镜移动,直到在屏幕上形成一个清晰的倒立成像。

5.测量物体与透镜之间的距离,记为u(物距)。

6.根据物距与像距的关系,计算出焦距。

实验注意事项:1.在进行实验时,保持透镜和屏幕与物体之间的距离尽量相等,避免误差。

2.实验中使用的透镜要保持光洁,并避免损伤,以保证成像质量。

3.实验过程中要注意减小环境光的干扰,保证成像清晰。

总结:薄透镜焦距的测量实验基于薄透镜的成像规律和物距与像距的关系进行。

通过测量透镜和屏幕之间的距离以及物体和透镜之间的距离,可以计算出薄透镜的焦距。

这种实验方法简便易行,为光学实验中常用的一种焦距测量方法。

薄透镜焦距的测定

薄透镜焦距的测定

薄透镜焦距的测定【试验目标】1.控制光路调剂的根本办法;2.进修几种测量薄透镜焦距的试验办法.【试验仪器】照明光源(钠光灯).物屏.白屏.光具座.平面镜.待测透镜等.【试验道理】透镜的厚度相对透镜概况的曲率半径可以疏忽时,称为薄透镜.薄透镜的近轴光线成像公式为(1)l s为物距,s′为像距,f ′为像方焦距.其符号划定如下:什物与实像时取正,虚物与虚像时取负;f 为透镜焦距,凸透镜取正,凹面镜取负 .图1凸透镜自准法1.凸透镜焦距的测量道理(1)自准直法光源置于凸透镜核心处,发出的光线经由凸透镜后成为平行光,若在透镜后放一块于主光轴垂直的平面镜,将此光线反射归去,反射光再经由凸透镜后仍会聚于核心上,此关系称为自准道理.假如在凸透镜的焦平面上放一物体,如图1所示,其像也在该焦平面上,是大小相等的倒立实象,此时物屏至凸透镜光心的距离等于焦距.图2什物成实像法(2)用什物成实像求焦距如图2所示,用什物作为光源,其发出的光线经会聚透镜后,在必定前提下成实像,可用白屏接取实像加以不雅察,经由过程测定物距和像距,运用(1)式即可算出焦距.图3共轭法(3)共轭法如图3所示,假如物屏与像屏的距离D保持不变,且D > 4f,在物屏与像屏间移动凸透镜,可两次成像.当凸透镜移至O1处时,屏上得到一个倒立放大实象A1B1,当凸透镜移至O2处时,屏上得到一个倒立缩小实象A2B2,由图2可知,透镜在O1处时:(2)透镜移至O2处时:(3)由此可得:(4)测出D和d,即可求得焦距.2.凹面镜焦距的测量道理运用虚物成实像求焦距:图4如图4所示,先用凸透镜L1使AB成实象A1B1,像A1B1即可视为凹面镜L2的物体(虚物)地点地位,然后将凹面镜L2放于L1和A1B1之间,假如O1A1<∣f2∣,则经由过程L1的光束经L2折射后,仍能形成一实象A2B2.物距s = O2A1,像距s′= O2A2,代入公式(1),可得凹面镜焦距.【试验内容】1.光路调剂因为运用薄透镜成像公式时,须要知足近轴光线前提,是以必须使各光学元件调节到同轴,并使该轴与光具座的导轨平行,“共轴等高”调节分两步完成:(1)目测粗调:把光源.物屏.透镜和像屏依次装好,先将它们挨近,使各元件中间大致等高在一条直线上,并使物屏.透镜.像屏的平面互相平行.(2)细调:运用共轭法调剂,参看图2,固定物屏和像屏的地位,使D> 4f,在物屏与像屏间移动凸透镜,可得一大一小两次成像.若两个像的中间重合,即暗示已经共轴;若不重合,可先在小像中间作一记号,调节透镜的高度使大像的中间与小像的中间重合.如斯反复调节透镜高度,使大像的中间趋势小像中间(大像追小像),直至完整重合.2.凸透镜焦距的测量因为试验中要工资地断定成像的清楚,斟酌到人眼断定成像清楚的误差较大,常采取阁下逼近测读法测定屏或透镜的地位,即从左至右移动屏或透镜,直至在物屏或像屏上看到清楚的像,这就是阁下逼近测读法.(1)自准直法:参看图1,平面镜靠在凸透镜后,固定物屏地位,采取阁下逼近测读法测定透镜地位,即从左至右移动透镜,直至在物屏上看到与物大小雷同的清楚倒像,记载此时透镜的地位;再从右至左移动透镜,直至在物屏上看到与物大小雷同的清楚倒像,记载此时透镜的地位.反复3次.记载透镜的地位,盘算焦距.(2)用什物成实像法:参看图2,将物屏.透镜固定在导轨上,间距大于焦距(可运用自准法数据),运用阁下逼近测读法,从左至右移动像屏找到清楚的图像,再从右至左移动像屏,找到清楚的图像,反复3次.记载此时物屏.透镜.像屏的地位,盘算焦距.(3)共轭法:参看图3,固定物屏和像屏的地位,使D> 4f(可运用自准法数据),采取阁下逼近测读法分离测定凸透镜在像屏上成一大一小两次像的地位,反复3次,盘算焦距.物屏透镜地位1透镜地位2像屏D(cm)L(cm)f(cm)3.凹面镜焦距的测量(虚物成实像法:)参看图4安顿好光源.物屏.凸透镜和像屏,使像屏上形成缩小清楚的像,用阁下逼近测读法测定像屏()的地位,同时固定物屏和凸透镜.在凸透镜和像屏之间放入凹面镜,移动像屏,直至像屏上消失清楚的像,用阁下逼近测读法测定像屏()的地位,并记载凹面镜的地位,反复3次,盘算凹面镜的焦距.留意符号.A'B'地位(cm)A''B''地位(cm)L2地位(cm)s(cm)s′(cm)f(cm)【留意事项】1.在运用仪器时要轻拿.轻放,勿使仪器受到震撼和磨损.2.调剂仪器时,应严厉按各类仪器的运用规矩进行,细心地调节不雅察,沉着地剖析思考,切勿浮躁.3.任何时刻都不克不及用手去接触玻璃仪器的光学面,以免在光学面上留下陈迹,使成像隐约或无法成像.如必须用手拿玻璃仪器部件时,只准拿毛面,如透镜周围,棱镜的上.下底面,平面镜的边沿等.4.当光学概况有污痕或手迹时,对于非镀膜概况可用干净的擦镜纸轻轻擦拭,或用脱脂棉蘸擦镜水擦拭.对于镀膜面上的污痕则必须请专职教师处理.【数据表格】1.会聚透镜焦距的测量(1)物象距法:(2)贝塞尔法(3)自准直法2.发散透镜焦距的测定【数据处理及成果】1、会聚透镜焦距的测量 (1) 物象距法:由 p p p p f '-'='得: 1f '=67.1545.980.2345.980.23=-⨯ (cm )16.1615.909.2115.909.212=-⨯='f (cm )63.1431.960.2531.960.253=-⨯='f (cm)40.1585.880.2085.880.204=-⨯='f (cm)45.1506.989.2106.989.215=-⨯='f (cm)46.15)45.1540.1563.1416.1667.15(51=++++⨯='f (cm))(22.0)46.1545.15()46.1540.15()46.1563.14()46.1516.16()46.1567.15(51)(22222cm f =-+-+-+-+-⨯='μ故 22.046.15)(±='±'='f f f μ (cm )(2) 贝塞尔法由ld l f 422-='得19.1500.63489.1100.63221=⨯-='f (cm )21.1500.68406.2200.68222=⨯-='f (cm )27.1600.73406.2400.73223=⨯-='f (cm )86.1678470.2800.78224=⨯-='f (cm )52.1500.83465.4100.83225=⨯-='f (cm )81.15552.1586.1627.1621.1519.15=++++='f (cm ))(29.0)81.1552.15()81.1586.16()81.1527.16()81.1521.15()81.1519.15(51)(22222cm f =-+-+-+-+-='μ故29.081.15)(±='±'='f f f μ (cm )(3) 自准直法:91.14)98.1493.1491.1489.1485.14(51=++++⨯='f (cm ))(02.0)91.1498.14()91.1493.14()91.1491.14()91.1489.14()91.1485.14(51)(22222cm f =-+-+-+-+-⨯='μ故02.091.14)(±='±'='f f f μ (cm )2、发散透镜焦距的测定由ss s s f -''=' 得: 25.12)17.1170.1185.1243.1211.13(51=++++⨯='f (cm ))(29.0)25.1217.11()25.1270.11()25.1285.12()25.1243.12()25.1211.13(51)(22222cm f =-+-+-+-+-⨯='μ故 29.025.12)(±='±'='f f f μ (cm ) 【评论辩论】1. 剖析本试验的体系误差,对于物距像距法,主如果测量物屏,透镜及像地位时,滑座上的读数准线和被测平面是否重合,假如不重合将带来误差.对于位移法测凸透镜焦距,不消失这一问题.经由过程上述两种办法测透镜焦距相符程度来肯定体系误差对成果的影响.本试验的有时误差主如果人眼不雅察,成像清楚度引起的误差,因为人眼对成像的清楚分辩才能有限,所以不雅察到的像在必定规模内都清楚,加之球差的影响,清楚成像地位会偏离高斯像.2. 本试验的体系误差经前面的剖析和检讨可知,对测量成果影响较小, 而平均值的尺度误差又较小,以得出结论,该试验准确度较高,平均值可以作为一组测量值中接近真值的最佳值.。

大学物理实验薄透镜焦距的测定

大学物理实验薄透镜焦距的测定

实验十:薄透镜焦距的测定一、实验目的:1.掌握测定薄透镜焦距的几种方法2.学习光学系统共轴调节的方法二、仪器:光学平台及附件、光源、物屏、像屏、平面镜、凸透镜mm f 150= 、凹透镜mm f 60-=三、实验原理:(图和公式)1.自准直法2.大像小像法3.辅助成像法12x x f -= ld l f 422-=,,s s ss f += 四、实验步骤: 1. 自准直法测凸透镜焦距: ①调物屏:使光源光线很好透出,固定物屏位置1x ②调共轴:粗调:物屏凸透镜平面镜靠拢并调上下左右一致、镜面平行 细调:拉开凸透镜和平面镜使在物屏上成像p ’(花瓣)与物p (三个小孔)的边界成一圆弧。

调花瓣:亮度均匀(物屏高度),左右(平面镜方位),高度(凸透镜高度)③移动凸透镜成像p ’。

左趋近,2x ,右趋近,,2x,重复5次。

2. 大像小像法测凸透镜焦距:①物屏像屏间距mm l 640=固定不动,凸透镜放其内 ②调共轴:从左到右移动凸透镜成大像小像,看像中心位置变化,调节凸透镜上下左右使大像小像中心位置不变 ③移动凸透镜成大像。

左趋近,1x ,右趋近,,1x ,重复5次。

移动凸透镜成小像。

左趋近,2x ,右趋近,,2x ,重复5次。

3.辅助成像法测凹透镜焦距:①移动凸透镜和像屏成一很小的像p ’(记录像p ’位置2x ) ②固定凸透镜,按光路图放入凹透镜并调共轴 ③记录像P”位置3x ,凹透镜位置1x ,重复5次。

五、数据记录表格:1. 自准直法测凸透镜焦距:单位:mm mm 5.0=∆仪次数PP ’位置1x (固定) 透镜位置(左趋近),2x透镜位置 (右趋近),,2x2,,2,22x x x +=12 3 4 52. 大像小像法测凸透镜焦距:物屏像屏间距mm l 640= 单位:mm mm 5.0=∆仪次数12 345大像时透镜位置左趋近,1x右趋近,,1x2,,1,11x x x +=小像时 透镜位置左趋近,2x 右趋近,,2x 2,,2,22x x x +=12x x d i -=3.辅助成像法测凹透镜焦距: 单位:mm mm 5.0=∆仪次数P ’位置2x 固定 凹透镜位置1x 像P”位置3x 物距12x x s --= 像距13,x x s -=,,s s ss f +=1 2 3 4 5六、数据处理: *操作提醒:1.光源要挡毛玻璃使得光线柔和,物屏要靠近光源(光亮度)2.实验的关键:调节共轴和判断像3.辅助成像法中凸透镜像P ’很小(绿豆)及1x 2x 3x 的位置。

薄透镜焦距的测定方法

薄透镜焦距的测定方法

薄透镜焦距的测定方法
薄透镜焦距的测定方法
薄透镜是一种广泛应用于各种光学仪器中的光学元件,焦距是衡量薄透镜功能的重要参数。

焦距的准确测量将直接影响光学系统的性能。

因此,测量薄透镜焦距的方法显得至关重要。

测量薄透镜焦距的方法很多,其中最常用的是衍射技术。

它主要利用一种叫做Fresnel衍射的物理现象,使用光线在表面的反射和折射,从而测量到薄透镜的焦距。

此外,光束投影技术也可以用来测量薄透镜焦距,它主要利用一种叫做Huygens原理的光学原理,通过把薄透镜投影到一个指定的屏幕上,然后测量出屏幕上焦点处的光线,从而测量出薄透镜的焦距。

此外,还有一种叫做投影像差法的方法可以用来测量薄透镜焦距。

它利用一种叫做像差的相干现象,使用两束光线,其中一束光经过薄透镜,另一束光绕过薄透镜,然后把它们投射到屏幕上,再通过测量屏幕上焦点处的光线,从而测量出薄透镜的焦距。

综上所述,衍射技术、光束投影技术和投影像差法都可以用来测量薄透镜焦距。

由于它们的测量原理不同,在实际应用中应注意选择适合的方法以及相应的测量方法,以确保测量的精度。

测量薄透镜焦距的方法

测量薄透镜焦距的方法

测量薄透镜焦距的方法
测量薄透镜的焦距可以使用以下几种方法:
1. 构建朗宾透镜实验装置:首先将薄透镜与一短焦距的凹透镜相组合,使其共同构成一个朗宾透镜。

然后将一平行光线照射到朗宾透镜上,并在朗宾透镜的另一侧放置一个屏幕。

调整屏幕的位置,使得在屏幕上能够观察到清晰的聚焦图像。

测量出透镜与屏幕之间的距离,便是薄透镜的焦距。

2. 利用屈光度计:将薄透镜面对着一平行光源,并将屈光度计的目镜对准透镜,观察屈光度计的读数。

然后将薄透镜移动一段距离,直到屈光度计的读数再次稳定下来。

测量透镜移动的距离,便是焦距。

这种方法适用于透镜焦距较大的情况。

3. 利用显微镜原理:将薄透镜放置在一个物体的正下方,通过调节目镜与物镜之间的距离,使得观察到的物体在放大倍率最大的情况下仍然清晰可见。

测量目镜与物镜之间的距离,便是薄透镜的焦距。

需要注意的是,以上方法仅适用于薄透镜,也就是透镜的厚度很小,光线在透镜上的入射和折射角非常小的情况下。

若透镜较厚,或入射光线角度较大,需要考虑透镜的厚度和球面效应对测量结果的影响。

薄透镜焦距的测量

薄透镜焦距的测量

(1)共轴调节 只有当各光学元件如光源,发光物,透镜等的主光轴重合时,薄透 镜成像公式在近轴光线的条件下才成立。如果用几个光学元件做实验,
应调节各个元件,使透镜的光轴共线且与光学平台平面平行,光轴垂直 通过非透镜元件的中心,这些步骤统称为共轴调节,方法如下:
a.粗调 在光学平台上使透镜、像屏中心大致都在平行于光学平台平面 的直线上,并使物屏、像屏的平面互相平行,且垂直于光学平台平面.
图35-1牛顿环的示意图及光路图 列越密,这些圆环就叫做牛顿环,如图35-1(c)所示.如在透射方向观 察,恰好相反.中心为亮斑,如图35—1(b),明暗正好与(c)相反.
牛顿环是由光的干涉产生的,有透镜和平板玻璃之间有一层很薄的 空气层,通过透镜的单色光一部分在透镜在空气层的交界面上反射,另 一部分通过空气层在平板玻璃的上表面的反射,这两部分反射光符合相 干条件,将会产生干涉现象.
不规则的圆片.在确定干涉环的半径和确定干涉级数时不易做得准确,
因此,我们希望只测半径(或直径)之差 .
设第个干涉暗环的级数 (为干涉级数的修正值),第个干涉暗环的
级数为,由(35.5)式有
上式表明,任意两环半径平方差只与两个环的序数差有关,而与干涉级
数及环序数无关.实验中只要测出两个干涉暗环的半径和定出它们的序
圆心左边环的位置
环数 环的 位置
圆心右边环的位置
环数 环的 位置
五、 注意事项 1.使用读数显微镜,应避免回程差. 2.钠光灯点燃后,直到测量结束再关断电源,中途如果关灭,应在 十分钟后再开启。 六、思考与问答 1.实验中为什么要测量多组数据和分组处理所测数据? 2.为什么牛顿环离中心越近,条纹越疏?
在图35-1(a)中,设透镜的曲率半径为,离接触点任一距离处的空

实验 薄透镜焦距的测定

实验    薄透镜焦距的测定

好处在凹透镜上沿。移动带痕玻片并仔细观察凹透镜内虚像的
顶端和凹透镜外玻片刻痕间的相对位置有无变化。当相对位置 不变,即无视差时,记录下此时玻片刻痕的位置。重复测量三次,
将数据填于表3-8-4中, 求出f。
2) 自准法 先对光学系统进行共轴调节,然后把凸透镜放在稍大于 两倍焦距处。移动凹透镜和平面反射镜 , 当物屏上出现与 原物大小相同的实像时 ,记下凹透镜的位置读数。然后去掉
图 3 - 8 - 5 自准法测凹透镜焦距光路图
四、实验内容
1. 光学系统的共轴调节 薄透镜成像公式仅在近轴光线的条件下才成立。对于几个 光学元件构成的光学系统进行共轴调节是光学测量的先决条件, 对几个光学元件组成的光路,应使各光学元件的主光轴重合,才 能满足近轴光线的要求。习惯上把各光学元件主光轴的重合称 为同轴等高。本实验要求光轴与光具座的导轨平行, 调节分两 步进行: (1) 粗调。将安装在光具座上的所有光学元件沿导轨靠拢 在一起, 仔细观察, 使各元件的中心等高, 且与导轨垂直。
立实像A′B′。此时, 物屏到透镜之间的距离就等于透镜的焦距f。
图 3 - 8 - 1 自准法测薄透镜焦距光路图
2) 物距像距法(u>f) 物体发出的光线经凸透镜会聚后, 将在另一侧成一实像, 只
要在光具座上分别测出物体、透镜及像的位置, 就可得到物距
和像距。将物距和像距代入式(3 - 8 - 1)中, 得
实验
薄透镜焦距的测定
一、 实验目的 (1) 了解薄透镜的成像规律。 (2) 掌握光学系统的共轴调节。
(3) 测定薄透镜的焦距。
二、 实验仪器
光具座、薄透镜、光源、像屏、观察屏和平面反射镜等。
三、 实验原理
1. 薄透镜成像公式 当透镜的厚度远比其焦距小得多时 , 这种透镜称为薄透镜。 在近轴光线的条件下,薄透镜成像的规律可表示为

测量薄透镜焦距的方法

测量薄透镜焦距的方法

测量薄透镜焦距的方法薄透镜是光学实验中常用的器件,它具有很多重要的应用,如成像、照相、望远镜、显微镜等。

薄透镜的焦距是一个重要的参数,它决定了透镜的成像能力和成像位置。

因此,准确地测量薄透镜的焦距对于光学实验和应用具有重要意义。

下面将介绍几种测量薄透镜焦距的方法。

一、通过物距法测量薄透镜焦距。

物距法是一种常用的测量薄透镜焦距的方法。

具体步骤如下:1. 将一物体放置在薄透镜的一侧,并测量物体到透镜的距离,即物距u。

2. 调节物体位置,使得在透镜的另一侧得到清晰的像,测量像到透镜的距离,即像距v。

3. 根据薄透镜的公式1/f=1/v+1/u,可以计算出薄透镜的焦距f。

二、通过放大率法测量薄透镜焦距。

放大率法是另一种测量薄透镜焦距的方法。

具体步骤如下:1. 将一物体放置在薄透镜的一侧,并测量物体到透镜的距离,即物距u。

2. 调节物体位置,使得在透镜的另一侧得到清晰的像,测量像的高度,即像高h。

3. 根据放大率公式m=-v/u=h'/h,可以计算出薄透镜的焦距f。

三、通过远处物体成像法测量薄透镜焦距。

远处物体成像法是一种简便的测量薄透镜焦距的方法。

具体步骤如下:1. 将一远处物体放置在薄透镜的一侧,调节透镜位置,使得在透镜的另一侧得到清晰的像。

2. 测量像到透镜的距离,即像距v。

3. 根据薄透镜的公式1/f=1/v,可以计算出薄透镜的焦距f。

以上所述的三种方法都是常用的测量薄透镜焦距的方法,每种方法都有其适用的场合,可以根据实际情况选择合适的方法进行测量。

在实际操作中,需要注意测量的精度和准确性,避免因操作不当而导致误差的产生。

总之,薄透镜的焦距是一个重要的光学参数,准确地测量薄透镜的焦距对于光学实验和应用具有重要意义。

通过物距法、放大率法和远处物体成像法等方法,可以准确地测量薄透镜的焦距,为光学实验和应用提供准确的数据支持。

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

薄透镜焦距的测定物理实验报告一、实验目的1、掌握测量薄透镜焦距的几种方法。

2、加深对薄透镜成像原理的理解。

3、学会使用光学仪器进行测量和读数。

4、培养实验操作能力和数据处理能力。

二、实验原理1、薄透镜成像公式当薄透镜置于空气中时,其成像公式为:$\frac{1}{u} +\frac{1}{v} =\frac{1}{f}$,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位于凸透镜的焦平面上时,从物点发出的光线通过凸透镜后成为平行光,若在透镜另一侧放置一与主光轴垂直的平面镜,平行光经平面镜反射后沿原路返回,再次通过透镜后成像于物屏上,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,利用成像公式可计算出透镜的焦距$f$。

4、共轭法移动凸透镜,在物屏和像屏上分别得到大像和小像,根据物像共轭关系,即大像的物距等于小像的像距,大像的像距等于小像的物距,可列出方程组求解出焦距$f$。

三、实验仪器光具座、凸透镜、凹透镜、光源、物屏、像屏、平面反射镜等。

四、实验内容及步骤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,并在凸透镜与物屏之间插入平面反射镜,使平面镜与光具座垂直。

(2)移动物屏,使物屏上的物点位于凸透镜的焦平面上,此时在物屏上会出现一个与物等大、倒立的清晰像。

(3)测量物屏与凸透镜之间的距离,即为凸透镜的焦距$f_1$,重复测量三次,求平均值。

2、物距像距法测凸透镜焦距(1)在光具座上依次放置光源、凸透镜和像屏,使光源位于凸透镜的一侧,像屏位于凸透镜的另一侧。

(2)移动凸透镜,使光源通过凸透镜在像屏上成清晰的像。

(3)分别测量物距$u$和像距$v$,根据成像公式计算出凸透镜的焦距$f_2$,重复测量三次,求平均值。

3、共轭法测凸透镜焦距(1)在光具座上依次放置光源、物屏、凸透镜和像屏,使物屏和像屏之间的距离大于$4f$。

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

薄透镜焦距的测定物理实验报告实验目的:本实验的目的是通过测定薄透镜的焦距,研究薄透镜的成像规律,并掌握焦距的测定方法。

实验原理:薄透镜是由凹凸两个球面所组成,其中一面的曲率半径较大,称为凸面,另一面的曲率半径较小,称为凹面。

薄透镜的厚度相对于焦距来说是非常小的,因此可以近似认为是无厚度的。

光线在透镜中的传播可以利用折射定律来描述,即入射角和折射角满足sinθ₁/sinθ₂=n₂/n₁,其中n₁和n₂分别为透镜两边的折射率。

对于薄透镜来说,其折射率可以由透镜材料的折射率来近似表示。

对于平凸透镜,在透镜的两边分别有一个焦点,分别称为前焦点和后焦点。

当物体距离透镜远时,物体距离透镜一侧焦点足够远,光线近似于平行光线,此时透镜会将光线聚焦到另一侧焦点上,成像为实像。

当物体距离透镜一侧焦点足够近时,透镜会将光线发散,成像为虚像。

根据薄透镜成像规律可以推导出薄透镜的公式:1/f=1/v-1/u,其中f为焦距,v为像距,u为物距。

实验器材:1.薄透镜2.物体3.尺子或测微尺4.白纸实验步骤:1.将薄透镜平放在桌面上。

2.选择一个物体放置在透镜的前方,距离透镜一段距离。

3.在透镜的后方放置一张白纸,以便观察成像情况。

4.调整透镜与物体的距离,直到在白纸上观察到清晰的成像。

5.测量物距u和像距v。

6.重复以上步骤几次,以取得更多的数据。

实验数据处理与分析:根据薄透镜焦距公式1/f=1/v-1/u,可以将实验数据代入计算焦距f 的值。

根据实验数据绘制焦距与物距的图像,通过拟合直线来确定焦距的值。

实验结论:通过本次实验,我们成功测定了薄透镜的焦距,并验证了薄透镜成像规律。

实验结果与理论值吻合较好,实验步骤简单易行,可以有效地测定薄透镜的焦距。

实验中可能存在的误差:1.在实验中,由于测量误差和人为因素的影响,测量得到的数据可能存在一定的误差。

2.实际上,薄透镜的焦距可能会受到透镜本身的质量和形状的影响,这也可能导致测量数据与理论值存在一定的偏差。

实验四 薄透镜焦距的测定

实验四   薄透镜焦距的测定

实验四 薄透镜焦距的测定实验目的1.学习光学仪器的使用和维护规则,学会调节光学系统使之等高共轴。

2.掌握测量薄会聚透镜和发散透镜焦距的方法。

3.观察透镜成像,并从感性上了解透镜成像公式的近似性。

实验仪器光具座,底座及支架,薄凸透镜,薄凹透镜,平面镜,物屏(可调狭逢组、有透光箭头的铁皮屏),像屏(白色,有散射光的作用)。

实验原理透镜是光学仪器中最基本的元件。

在不同的场合,由于使用的目的不同,需选择焦距不同的透镜或透镜组,故焦距是反映透镜特性的重要物理量。

为了正确使用光学仪器,必须掌握透镜成像规律,学会光路调节技术和焦距测量方法。

1.自准直法测量凸透镜焦距如图4-1所示,当以狭缝光源P 作为物放在透镜L 的第一焦平面上时,由P 发出的光经透镜L 后将形成平行光。

如果在透镜后面放一个与透镜光轴垂直的平面反射镜M ,则平行光经M 反射,将沿着原来的路线反方向进行,并成像在狭缝平面上。

狭缝P 与透镜L 之间的距离,就是透镜的第二焦距'f 。

这个方法是利用调节实验装置本身,使之产生平行光以达到调焦的目的,所以称自准直法。

2.用物距与像距法测量凸透镜焦距由于对实物,凸透镜可成实像,所以直接测量凸透镜的物距、像距,就可以用高斯公式求出凹透镜的焦距f ,如图4—2所示。

24—图14—图M3.共轭法(二次成像法)测量凸透镜焦距如图4-3,取物体与像屏之间的距离L 大于4倍凸透镜焦距f ,即L>4f,并保持L 不变。

沿光轴方向移动透镜,则在像屏上必能两次成像。

当透镜在位置I 时屏上将出现一个放大清晰的像(设此物距为u ,像距为v );当透镜在位置II 时,屏上又将出现一个缩小清晰的像(设此物距为u ′,像距为v ′),设透镜在两次成像时位置之间的距离为C ,根据透镜成像公式,可得u= v ′,u ′=v 又从图4-3可以看出u v u C L 2='+=-∴2CL u -=22CL C L L u L v +=--='-=' ∴ LC L L CL C L v u uv f 42222-=+-=+= (4-1) 式(4-1)称为透镜成像的贝塞尔公式。

薄透镜焦距的测定实验报告

薄透镜焦距的测定实验报告

薄透镜焦距的测定实验报告薄透镜焦距的测定实验报告引言:薄透镜是光学实验中常用的光学元件之一,它具有将光线聚焦或发散的作用。

测定薄透镜焦距是光学实验中的一项基础实验,通过该实验可以了解薄透镜的光学特性和性能。

本实验旨在通过使用透镜公式和实验方法,测定薄透镜的焦距,并探讨实验误差的来源和解决方法。

实验材料与方法:实验所需材料包括一块薄透镜、一支光源、一块白纸、一把尺子和一台测距仪。

实验步骤如下:1. 将光源放置在透镜的一侧,确保光线垂直射向透镜。

2. 在光源的另一侧放置一块白纸,用于观察透镜成像。

3. 调整光源和白纸的位置,使得透镜成像清晰可见。

4. 使用尺子测量透镜与白纸之间的距离,并记录下来。

5. 移动光源和白纸的位置,再次测量透镜与白纸之间的距离,并记录下来。

6. 重复以上步骤多次,取平均值作为最终的测量结果。

实验结果与分析:根据实验所得的数据,我们可以使用透镜公式来计算薄透镜的焦距。

透镜公式为:1/f = 1/v - 1/u其中,f表示焦距,v表示像距,u表示物距。

通过实验测得的数据,我们可以计算出焦距的近似值。

在计算过程中,我们需要注意单位的一致性,确保计算结果的准确性。

由于实验误差的存在,我们可以通过多次实验取平均值的方法来减小误差的影响。

在实验中,我们还需要注意光线的均匀性和透镜的清洁程度。

不均匀的光线会导致成像模糊,影响实验结果的准确性。

而脏污的透镜表面会降低透镜的透光性,同样会影响实验结果。

实验误差的来源主要有两个方面:仪器误差和操作误差。

仪器误差是由实验仪器的精度和测量方法的限制所引起的,而操作误差则是由实验者在操作过程中不可避免的误差所导致的。

为了减小误差的影响,我们可以采取以下措施:1. 使用具有较高精度的测距仪和尺子,以提高测量的准确性。

2. 在实验过程中,尽量减少操作上的不确定性,保持实验条件的一致性。

3. 进行多次实验并取平均值,以减小随机误差的影响。

结论:通过本次实验,我们成功地测定了薄透镜的焦距,并通过透镜公式进行了计算和分析。

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薄透镜焦距的测定【实验目的】1.掌握光路调整的基本方法;2.学习几种测量薄透镜焦距的实验方法。

【实验仪器】照明光源(钠光灯)、物屏、白屏、光具座、平面镜、待测透镜等。

【实验原理】透镜的厚度相对透镜表面的曲率半径可以忽略时,称为薄透镜。

薄透镜的近轴光线成像公式为(1)l s为物距,s′为像距,f ′为像方焦距。

其符号规定如下:实物与实像时取正,虚物与虚像时取负;f 为透镜焦距,凸透镜取正,凹透镜取负。

图1凸透镜自准法1.凸透镜焦距的测量原理(1)自准直法光源置于凸透镜焦点处,发出的光线经过凸透镜后成为平行光,若在透镜后放一块于主光轴垂直的平面镜,将此光线反射回去,反射光再经过凸透镜后仍会聚于焦点上,此关系称为自准原理。

如果在凸透镜的焦平面上放一物体,如图1所示,其像也在该焦平面上,是大小相等的倒立实象,此时物屏至凸透镜光心的距离便是焦距。

图2实物成实像法(2)用实物成实像求焦距如图2所示,用实物作为光源,其发出的光线经会聚透镜后,在一定条件下成实像,可用白屏接取实像加以观察,通过测定物距和像距,利用(1)式即可算出焦距。

图3共轭法(3)共轭法如图3所示,如果物屏与像屏的距离D保持不变,且D > 4f,在物屏与像屏间移动凸透镜,可两次成像。

当凸透镜移至O1处时,屏上得到一个倒立放大实象A1B1,当凸透镜移至O2处时,屏上得到一个倒立缩小实象A2B2,由图2可知,透镜在O1处时:(2)透镜移至O2处时:(3)由此可得:(4)测出D和d,即可求得焦距。

2.凹透镜焦距的测量原理利用虚物成实像求焦距:图4如图4所示,先用凸透镜L1使AB成实象A1B1,像A1B1便可视为凹透镜L2的物体(虚物)所在位置,然后将凹透镜L2放于L1和A1B1之间,如果O1A1<∣f2∣,则通过L1的光束经L2折射后,仍能形成一实象A2B2。

物距s = O2A1,像距s′= O2A2,代入公式(1),可得凹透镜焦距。

【实验容】1.光路调整由于应用薄透镜成像公式时,需要满足近轴光线条件,因此必须使各光学元件调节到同轴,并使该轴与光具座的导轨平行,“共轴等高”调节分两步完成:(1)目测粗调:把光源、物屏、透镜和像屏依次装好,先将它们靠拢,使各元件中心大致等高在一条直线上,并使物屏、透镜、像屏的平面互相平行。

(2)细调:利用共轭法调整,参看图2,固定物屏和像屏的位置,使D> 4f,在物屏与像屏间移动凸透镜,可得一大一小两次成像。

若两个像的中心重合,即表示已经共轴;若不重合,可先在小像中心作一记号,调节透镜的高度使大像的中心与小像的中心重合。

如此反复调节透镜高度,使大像的中心趋向小像中心(大像追小像),直至完全重合。

2.凸透镜焦距的测量由于实验中要人为地判断成像的清晰,考虑到人眼判断成像清晰的误差较大,常采用左右逼近测读法测定屏或透镜的位置,即从左至右移动屏或透镜,直至在物屏或像屏上看到清晰的像,这就是左右逼近测读法。

(1)自准直法:参看图1,平面镜靠在凸透镜后,固定物屏位置,采用左右逼近测读法测定透镜位置,即从左至右移动透镜,直至在物屏上看到与物大小相同的清晰倒像,记录此时透镜的位置;再从右至左移动透镜,直至在物屏上看到与物大小相同的清晰倒像,记录此时透镜的位置。

重复3次。

记录透镜的位置,计算焦距。

(2)用实物成实像法:参看图2,将物屏、透镜固定在导轨上,间距大于焦距(可利用自准法数据),利用左右逼近测读法,从左至右移动像屏找到清晰的图像,再从右至左移动像屏,找到清晰的图像,重复3次。

记录此时物屏、透镜、像屏的位置,计算焦距。

(3)共轭法:参看图3,固定物屏和像屏的位置,使D> 4f(可利用自准法数据),采用左右逼近测读法分别测定凸透镜在像屏上成一大一小两次像的位置,重复3次,计算焦距。

3.凹透镜焦距的测量(虚物成实像法:)参看图4安置好光源、物屏、凸透镜和像屏,使像屏上形成缩小清晰的像,用左右逼近测读法测定像屏()的位置,同时固定物屏和凸透镜。

在凸透镜和像屏之间放入凹透镜,移动像屏,直至像屏上出现清晰的像,用左右逼近测读法测定像屏()的位置,并记录凹透镜的位置,重复3次,计算凹透镜的焦距。

注意符号。

【注意事项】1.在使用仪器时要轻拿、轻放,勿使仪器受到震动和磨损。

2.调整仪器时,应严格按各种仪器的使用规则进行,仔细地调节观察,冷静地分析思考,切勿急躁。

3.任何时候都不能用手去接触玻璃仪器的光学面,以免在光学面上留下痕迹,使成像模糊或无法成像。

如必须用手拿玻璃仪器部件时,只准拿毛面,如透镜四周,棱镜的上、下底面,平面镜的边缘等。

4.当光学表面有污痕或手迹时,对于非镀膜表面可用清洁的擦镜纸轻轻擦拭,或用脱脂棉蘸擦镜水擦拭。

对于镀膜面上的污痕则必须请专职教师处理。

【数据表格】1. 会聚透镜焦距的测量 (1)物象距法:(2)贝塞尔法(3)自准直法2. 发散透镜焦距的测定【数据处理及结果】 1、会聚透镜焦距的测量 (1) 物象距法: 由 pp p p f '-'='得: 1f '=67.1545.980.2345.980.23=-⨯ (cm )16.1615.909.2115.909.212=-⨯='f (cm )63.1431.960.2531.960.253=-⨯='f (cm)40.1585.880.2085.880.204=-⨯='f (cm)45.1506.989.2106.989.215=-⨯='f (cm)46.15)45.1540.1563.1416.1667.15(51=++++⨯='f (cm))(22.0)46.1545.15()46.1540.15()46.1563.14()46.1516.16()46.1567.15(51)(22222cm f =-+-+-+-+-⨯='μ故 22.046.15)(±='±'='f f f μ (cm )(2) 贝塞尔法由 ld l f 422-='得19.1500.63489.1100.63221=⨯-='f (cm )21.1500.68406.2200.68222=⨯-='f (cm )27.1600.73406.2400.73223=⨯-='f (cm )86.1678470.2800.78224=⨯-='f (cm ) 52.1500.83465.4100.83225=⨯-='f (cm ) 81.15552.1586.1627.1621.1519.15=++++='f (cm ))(29.0)81.1552.15()81.1586.16()81.1527.16()81.1521.15()81.1519.15(51)(22222cm f =-+-+-+-+-='μ故29.081.15)(±='±'='f f f μ (cm )(3) 自准直法:91.14)98.1493.1491.1489.1485.14(51=++++⨯='f (cm ))(02.0)91.1498.14()91.1493.14()91.1491.14()91.1489.14()91.1485.14(51)(22222cm f =-+-+-+-+-⨯='μ故02.091.14)(±='±'='f f f μ (cm )2、发散透镜焦距的测定 由 ss s s f -''=' 得: 17.1190.550.1290.550.1270.1190.590.1190.590.1185.1210.610.1310.610.1343.1200.660.1100.660.1111.1340.650.1240.650.1254321=-⨯='=-⨯='=-⨯='=-⨯='=-⨯='f f f f f25.12)17.1170.1185.1243.1211.13(51=++++⨯='f (cm ))(29.0)25.1217.11()25.1270.11()25.1285.12()25.1243.12()25.1211.13(51)(22222cm f =-+-+-+-+-⨯='μ故 29.025.12)(±='±'='f f f μ (cm )【讨论】1. 分析本实验的系统误差,对于物距像距法,主要是测量物屏,透镜及像位置时,滑座上的读数准线和被测平面是否重合,如果不重合将带来误差。

对于位移法测凸透镜焦距,不存在这一问题。

通过上述两种方法测透镜焦距符合程度来确定系统误差对结果的影响。

本实验的偶然误差主要是人眼观察,成像清晰度引起的误差,由于人眼对成像的清晰分辨能力有限,所以观察到的像在一定围都清晰,加之球差的影响,清晰成像位置会偏离高斯像。

2. 本实验的系统误差经前面的分析和检查可知,对测量结果影响较小, 而平均值的标准偏差又较小,以得出结论,该实验精确度较高,平均值可以作为一组测量值中接近真值的最佳值。

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