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、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。
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。
薄透镜焦距的测量实验报告7页
薄透镜焦距的测量实验报告7页实验目的：1、掌握薄透镜的基础知识，了解薄透镜的几何光学特性；2、学会利用具体实验设备实现薄透镜的焦距的测量；3、掌握误差分析的方法，明确测量结果的合理范围。
实验原理：凸透镜是出射光线会聚的镜头，凹透镜是出射光线会散的镜头。
一个薄透镜可以看成由无限多的圆环形元薄透镜叠合所组成，因此可分析一层圆环形元薄透镜对光线的折射与像的关系。
做实验时把透镜放在物屏和像屏之间，调整物距和像距，测量物距与像距的关系，求出薄透镜的焦距。
我们以三种方法来测量薄透镜的焦距。
方法一：凸透镜。
取一个凸透镜，用架子尺放置于离明显的小刻度处，在凸透镜前后各放置一张屏，并从激光源发出的光线在凸透镜中心穿过。
调节屏板和凸透镜距离，使得光线聚于屏幕上方的一个点，此时称屏板和凸透镜间的距离为物距 $p$，移动屏幕，调节其与凸透镜的距离，使得激光束聚于像屏上，此时称屏幕与凸透镜间的距离为像距 $q$。
此时凸透镜产生的像距量 $q_1$ 及式：$$q_1=\frac{f_1}{f_1-p}=\frac{p-f_1}{f_1}$$其中 $f_1$ 为凸透镜的焦距。
方法三：两组共面透镜。
当两组透镜共面时，取中间的透镜作为待测的薄透镜，且两组透镜间距相等，即$d_1=d_2$。
测得物距 $p$ 和像距 $q$ 后，薄透镜的焦距 $f$ 可以用下式求得：$$\frac 1 f=\frac 1 {f_1} +\frac 1 {f_2} $$实验步骤：1. 安装实验器材：将激光装置放在实验台上，亮度适中，使激光束不直接照射眼睛；2. 调节凸透镜位置并测量其焦距：调整三脚架高度，固定凸透镜。
微调测距器，将物移至离镜头 10 ~ 50 cm 的地方，调节屏板到使得激光束聚焦在屏幕上的距离，记录下物距 $p_1$。
升高物体放置架，将屏幕略微下移，调整其位置到使得激光束像直线走向，记录下像距 $q_1$。
重复以上操作 5 ~ 10 次，取平均值作为凸透镜的焦距 $f_1$。
测薄透镜焦距实验报告
测薄透镜焦距实验报告
实验目的：
通过测量薄透镜的物距和像距，计算出其焦距，验证薄透镜公式。
实验器材：
薄透镜、光学台、目镜、卡尺、灯泡、电极丝、透镜架、毛玻璃纸等。
实验步骤：
1.将透镜架放在光学台上，调整透镜架的高度，使透镜的中心与光轴重合。
2.调整灯泡和电极丝的距离，使射出来的光线尽可能平行，并将光线通过透镜。
在透镜另一端放置一张毛玻璃纸。
3.将目镜放到透镜的一侧，在透镜的近焦点处调节目镜，找到清晰的像点，记录下物距和像距的值。
4.再将目镜放到透镜的另一侧，在透镜的远焦点处重复步骤3。
5.通过测量得到的物距和像距，计算出透镜的焦距。
实验结果：
物距p（cm）像距q（cm）
30.1 20.3
50.0 33.1
80.3 53.0
通过计算得到透镜的焦距f的值为14.8cm，14.7cm和14.9cm，取平均值得到透镜的焦距f=14.8cm。
实验结论：
通过实验测量得到的焦距值与理论值十分接近，验证了薄透镜
公式的正确性。
实验中还发现，当物距和像距相等时，透镜的焦
距就是它们的值。
实验反思：
实验中需要在光线测量和数据处理上花费较多耐心和时间，尤
其是射出的光线不够平行时，需要反复调节才能测量到准确值。
此外，在后续的数据处理中，在计算透镜的焦距时，需要对多次
测量的值取平均值，避免因为个别数据的偏差影响结论的正确性。
薄透镜焦距的测量实验报告
薄透镜焦距的测量实验报告实验目的，通过实验测量薄透镜的焦距，掌握测量薄透镜焦距的方法和技巧。
实验仪器，凸透镜、光具架、物镜、白纸、尺子、平行光源。
实验原理，薄透镜的焦距是指平行光线经过透镜后汇聚或者看似汇聚的位置。
对于凸透镜来说，焦距为正，对于凹透镜来说，焦距为负。
焦距的计算公式为1/f = 1/v + 1/u，其中f为焦距，v为像距，u为物距。
实验步骤：1. 将凸透镜固定在光具架上，调整光具架使得凸透镜与平行光源垂直放置。
2. 在凸透镜的一侧放置一张白纸，调整白纸的位置使得凸透镜的像清晰可见。
3. 测量凸透镜与白纸的距离，即像距v。
4. 移动白纸，使得凸透镜与白纸的距离变化，再次测量像距v。
5. 测量物距u。
实验数据记录与处理：实验一：像距v1 = 20cm，像距v2 = 18cm，取平均值v = (20+18)/2 = 19cm。
物距u = 25cm。
代入公式1/f = 1/v + 1/u，得到焦距f = 47.5cm。
实验二：像距v1 = 15cm，像距v2 = 14cm，取平均值v = (15+14)/2 = 14.5cm。
物距u = 20cm。
代入公式1/f = 1/v + 1/u，得到焦距f = 40cm。
实验结果分析：通过两次实验测量得到的焦距分别为47.5cm和40cm，两次实验结果相差不大，说明实验数据比较准确。
实验中可能存在的误差主要来自于测量距离的精度以及光线的折射等因素。
实验结论：通过本次实验，我们掌握了测量薄透镜焦距的方法和技巧，同时也加深了对薄透镜焦距的理解。
在实际应用中，我们可以通过测量薄透镜的焦距来确定透镜的性质，为光学系统的设计和调试提供重要参考。
总结：本实验通过测量薄透镜的焦距，加深了对光学原理的理解，同时也提高了实验操作的技能。
在今后的学习和科研中，我们将更加熟练地运用光学知识，为科学研究和工程技术的发展贡献自己的力量。
测薄透镜焦距实验报告
测薄透镜焦距实验报告目录- 实验目的- 实验原理- 透镜焦距的定义- 使用薄透镜测定焦距的原理- 实验器材- 实验步骤- 步骤一：准备工作- 步骤二：安装实验装置- 步骤三：测量- 实验结果与分析- 实验结论- 实验总结实验目的本实验旨在通过测量薄透镜的焦距，掌握薄透镜的焦距测定方法，加深对光学知识的理解。
实验原理透镜焦距的定义透镜焦距是指透镜将平行光线聚焦到焦点上的距离，通常用f表示。
使用薄透镜测定焦距的原理当物体远离透镜很远时，其像会成像在焦点附近，测量物体与透镜之间的距离和像与透镜之间的距离，即可计算出透镜的焦距。
实验器材1. 薄透镜2. 光源3. 牛顿环实验装置4. 尺子实验步骤步骤一：准备工作1. 将实验器材摆放在实验台上，确保稳定。
2. 确认各器材连接正确，光源亮度适中。
步骤二：安装实验装置1. 将薄透镜放置在合适的位置。
2. 调节光源位置，使得光线射向透镜。
步骤三：测量1. 将物体放置在光源前方一定距离处。
2. 在像方放置屏幕，并移动屏幕位置找到清晰像。
3. 测量物体与透镜之间的距离和像与透镜之间的距离。
实验结果与分析通过实验测得的数据，我们可以利用透镜公式进行计算，得出透镜的焦距。
实验结论本实验通过简单的薄透镜焦距测量，掌握了薄透镜的焦距测定方法，加深了对光学知识的理解。
实验总结通过这次实验，我深刻认识到了实验操作的重要性，以及实验结果的验证对于理论知识的巩固作用。
希望在今后的实验中能够更加认真地进行每一步操作，提高实验的准确性和实用性。
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引言薄透镜是光学实验中常见的光学元件之一，其焦距的准确测量对于光学研究和应用具有重要意义。
本实验旨在通过测量薄透镜的焦距，探究薄透镜的光学特性，并验证薄透镜公式的适用性。
实验原理薄透镜是指其厚度相对于其曲率半径来说非常小的透镜。
根据薄透镜的公式，可以得到以下关系式：1/f = 1/v - 1/u其中，f为透镜的焦距，v为物体到透镜的距离，u为像到透镜的距离。
实验装置本实验所使用的装置包括一块薄透镜、一支光源、一块屏幕、一把卷尺以及一支直尺。
实验步骤1. 将光源置于实验台上，并调整光源位置，使其与透镜的光轴垂直。
2. 将薄透镜置于光源与屏幕之间，并调整透镜的位置，使其光轴与光源的光轴重合。
3. 在透镜的一侧放置一个物体，并调整物体的位置，使其与透镜的光轴重合。
4. 在另一侧的屏幕上观察到物体的像，并记录下像的位置。
5. 移动物体，改变物体到透镜的距离，并记录下不同距离下的像的位置。
6. 将透镜翻转，即将原先放置物体的一侧改为放置屏幕的一侧，重复步骤3-5。
7. 根据记录的数据，计算出不同距离下的焦距，并进行对比和分析。
实验结果与分析通过实验记录的数据，我们可以得到不同距离下的焦距。
根据薄透镜的公式，我们可以将实验数据代入公式中，计算出理论焦距。
通过对比实验结果和理论值，我们可以评估实验的准确性和可靠性。
在实验过程中，我们可能会遇到一些误差。
例如，由于透镜的制造和测量装置的限制，实际测量的焦距可能会与理论值存在一定的偏差。
此外，由于人眼对于像的观测存在主观性，也可能导致实验结果的误差。
结论通过本实验，我们成功测量了薄透镜的焦距，并验证了薄透镜的公式的适用性。
实验结果与理论值基本吻合，证明了实验的准确性和可靠性。
总结薄透镜焦距的测量实验是光学实验中的基础实验之一。
通过本实验，我们不仅学习了薄透镜的光学特性和测量方法，还锻炼了实验操作和数据处理的能力。
在今后的学习和实验中，我们将进一步应用和拓展这些知识，深入探究光学的奥秘。
实验一薄透镜焦距的测定实验报告
实验一薄透镜焦距的测定实验目的1. 学会调节光学系统使之共轴,并了解视差原理的实际应用2. 掌握薄透镜焦距的常用测定方法; 实验仪器和用具光具座,会聚透镜, 物屏,白屏, 光源实验原理详细见P39-41.实验内容一成像透镜法测透镜焦距1 测量数据表 1 物距、像距测量数据单位：cm测量次序测量量物距S 像距S 焦距ff1-30.00 31.20 15.292 -33.50 27.40 15.07 14.943 -52.00 20.90 14.914 -54.00 19.62 14.395 -27.00 33.90 15.032 像方焦距标准不确定度的分析∑( f i′- f ′)2f ′的 A 类标准不确定度为: U A (f ′) = = 0.15cm(n = 5)n(n-1)B类不确定度: U B(f′) = ＝0.03cm0.05cmf ′的总标准不确定度为: U C(f′)= U2A(f′)+U2B(f′) = 0.15cm 故测得的透镜的像方焦距为: f ′= (14.94 ±0.15)cm .二透镜两次成像法测焦距1 测量数据表 2 物屏距离L、透镜移动距离 d 的测量数据单位：cm测量次序测量量L d ff1110.00 74.00 15.052100.00 62.94 15.1015.04 398.00 60.91 15.04492.51 54.67 15.05597.00 60.00 14.972B类不确定度: U B(f′)= Δ仪＝0.05cm＝0.03cm (测量均匀分布取C= 3);f ′的总标准不确定度为: U C(f′)= U2A(f′)+U2B(f′) = 0.04cm故,测得透镜的像方焦距为: f′= (15.04 ±0.04)cm .实验结论误差主要来源于: 一,光线并非严格的满足傍轴条件; 二, 存在差,成最清晰像的位置很难测准;三, 透镜、光屏支架的底座和平行轨道之间的接合不够光滑, 接合处较松动，位置读数误差较大.采用多次测量求平均值可以减少误差, 由测量的不确定度可以确定测量的误差在允许的范围之内f ′的 A 类标准不确定度为U A( f ) 0.02cm(n 5)。
薄透镜焦距的测量实验报告
一、实验目的1. 掌握测量薄透镜焦距的基本方法。
2. 学会调节光学系统的基本方法。
3. 了解调节系统共轴的重要性及方法。
4. 通过实验加深对透镜成像原理的理解。
二、实验原理薄透镜的焦距是指透镜的光心到焦点的距离。
根据薄透镜成像公式，当物距u大于2倍焦距2f时，透镜成倒立、缩小的实像；当物距u等于2倍焦距2f时，成倒立、等大的实像；当物距u介于f和2f之间时，成倒立、放大的实像；当物距u等于焦距f时，不成像。
本实验采用以下方法测量薄透镜焦距：1. 自准直法：利用透镜的光学特性，通过调节物距和像距，使物体通过透镜成像在透镜的另一侧，从而确定焦距。
2. 物距像距法：通过测量物距和像距，根据薄透镜成像公式计算焦距。
3. 贝塞尔法：通过移动透镜，使物体成像在像屏上两次，分别得到放大像和缩小像，根据像距和物距的关系计算焦距。
三、实验仪器1. 薄透镜2. 平面反射镜3. 物屏4. 狭缝板5. 光具座6. 刻度尺7. 计算器四、实验步骤1. 共轴调节：将光源、狭缝板、透镜、平面反射镜依次放置在光具座上，调整各元件的位置，使它们共轴。
2. 自准直法测量焦距：a. 将物屏放置在透镜的一侧，调整物距，使物体通过透镜成像在另一侧的像屏上。
b. 移动透镜，使像清晰，记录物距和像距。
c. 重复上述步骤，测量多组数据。
3. 物距像距法测量焦距：a. 将物屏放置在透镜的一侧，调整物距，使物体通过透镜成像在另一侧的像屏上。
b. 记录物距和像距。
c. 重复上述步骤，测量多组数据。
4. 贝塞尔法测量焦距：a. 将物屏放置在透镜的一侧，调整物距，使物体通过透镜成像在另一侧的像屏上。
b. 移动透镜，使像清晰，记录物距和像距。
c. 再次移动透镜，使像清晰，记录物距和像距。
d. 重复上述步骤，测量多组数据。
五、数据处理1. 自准直法：根据测量数据，计算物距和像距的平均值，代入薄透镜成像公式计算焦距。
2. 物距像距法：根据测量数据，代入薄透镜成像公式计算焦距。
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、学习测量薄透镜焦距的几种方法。
2、加深对薄透镜成像规律的理解。
3、掌握光学实验中的基本测量和读数方法。
二、实验原理1、薄透镜成像公式当物距为＄u$，像距为＄v$，焦距为＄f$ 时，薄透镜成像满足公式：＄＼frac{1}｛u} ＋＼frac{1}｛v} ＝＼frac{1}｛f}＄。
2、自准直法测凸透镜焦距当物屏上的物点位于凸透镜的焦平面时，从物点发出的光线经过凸透镜后变成平行光，若在凸透镜的另一侧放置一个与主光轴垂直的平面镜，平行光经平面镜反射后原路返回，再次通过凸透镜后成像在物屏上，此时物屏到凸透镜的距离即为焦距。
3、物距像距法测凸透镜焦距当物距＄u$ 和像距＄v$ 都能直接测量时，利用成像公式可计算出焦距＄f$ 。
4、共轭法测凸透镜焦距设物与像屏的距离为＄L$，移动透镜，在屏上分别得到放大和缩小的像，两次成像时透镜移动的距离为＄d$，则凸透镜的焦距为＄f＝＼frac{L^2 d^2}｛4L}＄。
三、实验仪器光具座、凸透镜、凹透镜、物屏、像屏、光源、平面反射镜等。
四、实验步骤1、自准直法测凸透镜焦距（1）将光源、物屏、凸透镜、平面镜依次放在光具座上，调整它们的高度和共轴。
（2）移动凸透镜，使物屏上的物点发出的光经凸透镜和平面镜反射后在物屏上成像。
（3）记录此时物屏到凸透镜的距离，即为凸透镜的焦距。
2、物距像距法测凸透镜焦距（1）在光具座上依次放置光源、物屏、凸透镜和像屏，使它们共轴。
（2）固定物屏，移动凸透镜和像屏，直到像屏上得到清晰的像。
（3）分别测量物距＄u$ 和像距＄v$ ，重复测量多次，取平均值。
（4）根据成像公式计算出焦距＄f$ 。
3、共轭法测凸透镜焦距（1）将光源、物屏、凸透镜、像屏依次放置在光具座上，使它们共轴，并记下物屏和像屏的位置＄x_1$ 和＄x_2$ 。
（2）移动凸透镜，在像屏上得到一个清晰的放大像，记下此时凸透镜的位置＄x_3$ 。
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。
薄透镜焦距的测定 物理实验报告
南昌大学物理实验报告课程名称：大学物理实验实验名称：薄透镜焦距的测定学院：信息工程学院专业班级：学生姓名：学号：实验地点：基础实验大楼座位号： 01实验时间：第7周星期3下午 4点开始二、实验原理：(一)凸透镜焦距的测定1.自准法如图所示，在待测透镜L的一侧放置一被光源照明的物屏AB，在另一侧放一平面反射镜M，移动透镜（或物屏），当物屏AB正好位于凸透镜之前的焦平面时，物屏AB上任一点发出的光线经透镜折射后，仍会聚在它的焦平面上，即原物屏平面上，形成一个与原物大小相等方向相反的倒立实像 。
此时物屏到透镜之间的距离，就是待测透镜的焦距，即由于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聚焦的目的，所以称之为自准法，该法测量误差在 之间。
2.成像法在近轴光线的条件下，薄透镜成像的高斯公式为当将薄透镜置于空气中时，则焦距为：式中 为像方焦距， 为物方焦距， 为像距， 为物距。
式中的各线距均从透镜中心（光心）量起，与光线行进方向一致为正，反之为负，如图所示。
若在实验中分别测出物距 和像距 ，即可用式求出该透镜的焦距 。
但应注意:测得量须添加符号，求得量则根据求得结果中的符号判断其物理意义。
3.共轭法共轭法又称为位移法、二次成像法或贝塞尔法。
如图所示，使物与屏间的距离 并保持不变，沿光轴方向移动透镜，则必能在像屏上观察到二次成像。
设物距为 时，得放大的倒立实像；物距为 时，得缩小的倒立实像，透镜两次成像之间的位移为d，根据透镜成像公式，可推得：物像公式法、自准法都因透镜的中心位置不易确定而在测量中引进误差。
而共轭法只要在光具座上确定物屏、像屏以及透镜二次成像时其滑块移动的距离，就可较准确地求出焦距 。
这种方法无需考虑透镜本身的厚度，测量误差可达到 。
操作要领：粗测凹透镜焦距，方法自拟。
取D大于 。
调节箭矢中点与透镜共轴，并且应使透镜光轴尽量与光具座导轨平行。
往复移动透镜并仔细观察，成像清晰时读数。
重复多次取平均值。
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。
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通信（1）班赵雯琳1140031 【实验目的】1、掌握测量薄透镜焦距的基本方法。
2、学会调节光学系统的基本方法。
3、了解调节系统共轴的重要性及方法。
【实验仪器】光具组（包括滑块、支架），薄透镜，平面反光镜，白炽光源，狭缝架，物屏【实验原理】一、用自准直发测薄透镜的焦距L为透镜，m为平面反射镜，f为透镜的焦距二、用物象关系法测量薄透镜焦距利用透镜成像公式：三、用贝塞尔法（位移法）测量薄透镜焦距（要求l>4f）利用透镜成像原理，当物屏与像屏距离l固定，移动透镜的位置，可在像屏上两次得到清晰的像，一次是放大像p’，一次是缩小像p”,测量透镜的位移量d，根据物象的共轭对称性质，可球的透镜的焦距。
上述各量的关系可得公式为：【实验步骤】1、打开灯源，将灯光滑块固定，并将狭缝板滑块置于灯源前，记录狭缝板的位置。
2、将透镜滑块置于狭缝板前，再将平面镜滑块置于透镜前，形成狭缝板-透镜-平面镜的顺序置于桌面上的刻度尺边缘，固定平面镜的位置。
3、移动透镜的位置，直到反射到狭缝板上的像清晰为止，固定透镜位置，记录透镜位置。
4、移动狭缝板的位置，固定后重复上一步骤，记录上三组数据。
5、撤去平面镜，放上物象板，将狭缝板移回灯源前，调整灯源及狭缝板的位置，使得狭缝板固定在刻度尺上的某一定点。
6、固定透镜位置，移动物象板，使得物象呈现清晰，记录透镜及物象板的位置。
7、改变透镜位置，再次固定，重复上一步骤，记录三组数据。
8、将物象板置于某处，使得l>4f,固定物象板的位置，移动透镜，分别找到放大像和缩小像，分别记录放大与缩小时透镜的位置。
9、改变物象板的位置，不断加大，重复上一步，记录三组数据。
【实验数据】一、自准法平均值f=194.3mm η=2.26％二、物象关系法狭缝板起点为10cm平均值f=19.47cm η=2.45％三、贝塞尔法起点位置10.00cm平均值f=19.52cm η=2.72％【误差分析】1、读数不够精确2、物象的清晰程度肉眼无法做到精确找到。
薄透镜焦距的测定实验报告
薄透镜焦距的测定实验报告
实验名称：薄透镜焦距的测定
实验目的：通过实验测定薄透镜的焦距，了解薄透镜成像规律。
实验器材：薄透镜、平行光源、屏幕、物体、尺子。
实验原理：薄透镜成像规律是指物体到透镜的距离、透镜的焦距和物距的关系。
在实验中，将光源放置在物体的正对面，通过薄透镜将光线汇聚在屏幕上，测量透镜与物体、屏幕之间的距离，就可以计算薄透镜的焦距。
实验步骤：
1.将薄透镜放在光源前面，调整透镜位置，使光线通过透镜呈平
行光线。
2.在透镜的正对面放置物体，调整物体位置，使物体与透镜成一
条直线。
3.在透镜的另一侧放置屏幕，移动屏幕位置，调整到能够看到清
晰的像。
4.测量透镜、物体和屏幕的距离。
5.重复以上步骤，取不同的物距和屏幕距离，测量多组数据。
6.计算薄透镜的焦距。
实验结果：
测量数据如下表所示：
实验结果表明，薄透镜的焦距为10cm。
实验结论：通过测量物距、屏幕距离和透镜焦距，可以计算薄透镜的焦距。
薄透镜的成像规律是物距与像距之积等于透镜的焦距，即p1×p2=f。
在实验中，我们验证了这个规律，并测定了薄透镜的焦距为10cm。
薄透镜焦距的测量实验报告
=0.58
xi 是多次测量量，其统计A类不确定度为
sxi
2
xi xi
kk 1
=0.23
(测量次数 k 为 5 次)
非统计B类不确定度为
uxi 仪 3
=0.58
式中的 仪 是光具座上米尺的仪器误差。这里说明一点，在分析 x0 、 xi 和 xL 的非统
参照图3布置光路，放置物屏和像屏，使其间距 D 4 f ，移动透镜并对它进行高低、
左右调节，使两次所成的像的顶部（或底部）之中心重合，需反复进行数次调节，方能达
到共轴要求。
4．位移法测焦距
在共轴调节完成之后，保持物屏和像屏的位置不变，并记下它们的坐标 x0 和xi ，移
动透镜，用左右逼近法确定透镜的两次理想位置坐标 x L1 和 x L 2 。测量5次。 5．用物距——像距法测量凹透镜的焦距，要求测三次。
3、培养学生实事求是的科学态度和严谨、细致的工作作风。
重难点
重点：1）光学系统的共轴调节； 2）透镜焦距的测量。
难点：1）光学系统共轴调节； 2）凹透镜焦距的测量。
教学方法
讲授与演示相结合
学时
3 学时
一、实验简介
透镜是最常用的光学元件，是构成显微镜、望远镜等光学仪器的基础。 焦距是表征透镜成像性质的重要参数。测定焦距不单是一项产品检验工作，更重 要的是为光学系统的设计提供依据。学习透镜焦距的测量，不仅可以加深对几何光学 中透镜成像规律理解，而且有助于训练光路分析方法、掌握光学仪器调节技术。 最常用的测焦距方法大都是根据物像关系设计的，如：物像法、大小像法、辅助 成像法等。 二、实验目的 1、了解透镜成像的原理及成像规律； 2、学会光学系统共轴调节，了解视差原理的实际应用； 3、掌握薄透镜焦距的测量方法，会用左、右逼近法确定像最清晰的位置，测量 凸透镜和凹透镜的焦距； 4、能对实验结果进行分析，比较各种测量方法的优缺点，对实验数据进行不确 定度处理，写出合格的实验报告。 三、实验原理 薄透镜是透镜中最基本的一种，其厚度较自身两折射球面的曲率半径及焦距要小 得多，厚度可忽略不计，在近轴条件下，物距 u 、像距 、焦距 f 满足高斯公式：
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S1,2 B O [
357.0 456.1
]
S '1,2 B' O [
505.9 393.0
]
对于不确定度：
所以
f1,2
fபைடு நூலகம்
'1,2
S1,2 S1,2
S '1,2 S '1,2
[
209.3 211.1
]
f f1 f2 210.2mm
有
2
A A 类不确定度：
2
( f f )2
i1
入待测凹透镜L2，就能使虚物A'B'产生一实像A''B''。分别测出L2到A'B'和A''B''之间距离s2、s2' ，根据式f'
ss'
=‒ f = s ‒ s'
即可求出L2的像方焦距f2' 。
三、实验仪器： 光具座、凸透镜、凹透镜、光源、物屏、平面反射镜、水平尺和滤光片等
四、实验内容和步骤： 1. 光学系统的共轴调节
0.9mm
2 1
B 类不确定度： B 0.02mm
所以合成不确定度为： u A2 B2 0.9mm
所以焦距 f 最终可表示为 f f u 210.2 0.9mm 对于凸透镜 2（1，2 代表第 1、2 次实验）:
S1,2
BO[
164.3 141.4
]
对于不确定度：
S '1,2 B' O [
物距为s2时，得缩小的倒立实像，透镜两次成像之间的位移为 d，根据透镜成像公式，可推得：
f'
=
D2 ‒ d2 4D
物像公式法、自准法都因透镜的中心位置不易确定而在测量中引进误差。而共轭法只要在光具座上 确定物屏、像屏以及透镜二次成像时其滑块移动的距离，就可较准确地求出焦距f'。这种方法无需考 虑透镜本身的厚度，测量误差可达到1%。
南昌大学物理实验报告
课程名称：
大学物理实验
实验名称：
薄透镜焦距的测定
学院： 信息工程学院
专业班级：
学生姓名：
学号：
实验地点： 基础实验大楼
座位号：
01
实验时间： 第 7 周星期 3 下午 4 点开始
一、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； 3. 观察薄凸透镜、凹透镜的成像规律。
f=s 由于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聚焦的目的，所以称之为自准法，该 法测量误差在1%~5%之间。
2.成像法
在近轴光线的条件下，薄透镜成像的高斯公式为 11 1 s' ‒ s = f'
当将薄透镜置于空气中时，则焦距为：
f'
=‒
f
=
ss' s ‒ s'
式中f'为像方焦距，f为物方焦距，s'为像距，s为物距。
f f 。
b. 用自准法测 f 2 次求平均值，结果以 f f 表示。
c. 用位移法测 f 2 次。在同一 D 值下测 d 2 次，以公式（6）分别算出 f ，并将结果表示成
f f 。
3. 测凹透镜的焦距
a. 以物距像距法测 2 次，每次改变物距，测像距，分别代入公式（2）求 f ，结果以 f f 表 示。
共轴调节是光学测量的先决条件，也是减少误差、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、透镜等）的主光轴重合。由于在光具光具座上进行，所以须使光轴平行 于光具座导轨的刻度线。具体调节分两步进行：
a. 粗调。将安置于光具座上的各光学元件靠拢在一起，用眼观察，并调节它们的中心使它们处 在同一高度，且连线（光轴）平行于导轨。
b. 细调。将各光学元件按实验要求移开，利用透镜成像规律进一步调整，移动透镜及屏时，将 大小不同的像生成在不同的位置。若这些大小不等的像的中心在屏上的位置重合，则说明系 统已共轴；若在移动透镜的过程中，像的中心位置不重合，则应调节透镜的高低或左右位 置。
2. 测凸透镜的焦距
a. 用物距像距法测 f 4 次，每次测量应改变物距，分别代入公式（2）求 f ，将结果表示成
2、物像法：
透镜 1 透镜 2
f f1 f2 213.45mm
所以
2
物 B／mm 1307.2 1307.2 1307.2 1307.2
透镜 O/mm 950.2 851.1 1142.9 1165.8
像 B/mm 444.3 458.1 1062.1 1078.9
所以对于凸透镜 1（1，2 代表第 1、2 次实验）:
二、实验原理：
(一)凸透镜焦距的测定
1.自准法 如图所示，在待测透镜 L 的一侧放置一被光源照明的物屏 AB，在另一侧放一平面反射镜 M，移动透 镜（或物屏），当物屏 AB 正好位于凸透镜之前的焦平面时，物屏 AB 上任一点发出的光线经透镜折射 后，仍会聚在它的焦平面上，即原物屏平面上，形成一个与原物大小相等方向相反的倒立实像A'B'。 此时物屏到透镜之间的距离，就是待测透镜的焦距，即
80.8 86.9
]
所以
f1,2
f
'1,2
S1,2 S1,2
S '1,2 S '1,2
[
54.2 53.8
]
f f1 f2 54.0mm
有
2
A A 类不确定度：
2
( f f )2
i1
0.2mm
2 1
B 类不确定度： B 0.02mm
共轭法：
所以合成不确定度为： u A2 B2 0.2mm 所以焦距 f 最终可表示为 f f u 54.0 0.2mm
操作要领： 粗测凹透镜焦距，方法自拟。 取 D 大于4f'。 调节箭矢中点与透镜共轴，并且应使透镜光轴尽量与光具座导轨平行。往复移动透镜并仔细观察， 成像清晰时读数。重复多次取平均值。
（二）凹透镜焦距的测定
成像法（辅助透镜法）
如图所示，先使物 AB 发出的光线经凸透镜L1后形成一大小适中的实像A'B'，然后在L1和A'B'之间放
注意：在测量凹透镜的焦距时，测得的数据误差往往较大，原因主要有 4 个方面：共轴没有调节
好；选凸透镜成的小像作为物；选择物距 u 值没有尽可能的大；没有认真判断像的清晰位置。
五、实验数据与处理： 凸透镜 1、自准法
物／mm
1094.5
1093.6
透镜／mm 1307.2 1307.8
焦距／mm 212.7 214.2
式中的各线距均从透镜中心（光心）量起，与光线行进方向一致为正，反之为负，如图所示。若在 实验中分别测出物距s和像距s'，即可用式求出该透镜的焦距f'。但应注意:测得量须添加符号，求得量 则根据求得结果中的符号判断其物理意义。
3.共轭法
共轭法又称为位移法、二次成像法或贝塞尔法。如图所示，使物与屏间的距离D > 4f并保持 不变，沿光轴方向移动透镜，则必能在像屏上观察到二次成像。设物距为s1时，得放大的倒立实像；