透镜参数的测量

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实验讲义：透镜参数的测量(物理及非物理专业)

透镜参数的测量

透镜是最基本的光学元件，根据光学仪器的使用要求，常需选择不同的透镜或透镜组。透镜的焦距是反映透镜特性的基本参数之一，它决定了透镜成像的规律。为了正确地使用光学仪器，必须熟练掌握透镜成像的一般规律，学会光路的调节技术和测量焦距的方法。

【实验目的】

1. 了解薄透镜的成像规律；

2. 了解球差、色差产生的原因；

3. 掌握光学系统同轴等高的调节；

4. 掌握测量薄透镜焦距的几种方法，加深对透镜成像规律的认识。

【实验原理】

1. 准备知识

薄透镜是指透镜中心厚度比透镜的焦距或曲率半径小很多的透镜。透镜分为凸透镜和凹透镜两类：中间厚、边缘薄的透镜称为凸透镜，对光线有会聚作用，又称为会聚透镜；中间薄、边缘厚的透镜称为凹透镜，对光线有发散作用，又称为发散透镜。

有关透镜的一些名词解释：

主光轴：通过透镜两个折射球面的球心的直线，叫透镜的主光轴（或主轴）。光心：光线通过主光轴上某一特殊点，而不改变方向，这个点叫透镜的光心。副光轴：除主光轴外通过光心的其他直线叫副光轴。

近轴光线：一般使用透镜时，物体都在主光轴附近，入射光线的入射角很小，这样的光线叫近轴光线。

焦点：平行于主光轴的近轴光线，通过透镜后会聚（或发散，这时其反向延长线会聚）于主光轴上的点，叫主焦点F ，如图（一）所示。每个透镜都有分居透镜两侧的两个主焦点。

焦距：光心O 到主焦点F 间的距离叫焦距（用字母f 表示）。每个透镜有两个焦距。薄透镜两侧的媒质相同时，两个焦距相等。

(a) 凸透镜的焦点 (b) 凹透镜的焦点

图（一）透镜的焦点及焦平面

测量透镜焦距的方法

透镜是光学仪器中不可或缺的部分，而测量透镜焦距是透镜应用中的

一个重要环节。透镜焦距是指透镜将平行光线聚焦成像的距离，是透

镜的重要参数之一。下面介绍几种测量透镜焦距的方法。

1. 通过物距和像距测量

这是最常用的测量透镜焦距的方法。首先将一物体放置在透镜的一侧，然后将屏幕或者像纸放置在透镜的另一侧。调整透镜与屏幕或像纸的

距离，直到在屏幕或像纸上得到一个清晰的像。此时，可以通过测量

物距和像距来计算透镜的焦距。

2. 通过远物成像测量

这种方法适用于焦距较大的透镜。将一个远离透镜的物体放置在透镜

的一侧，然后将屏幕或像纸放置在透镜的另一侧。调整屏幕或像纸的

位置，直到在屏幕或像纸上得到一个清晰的像。此时，可以通过测量

透镜与屏幕或像纸的距离来计算透镜的焦距。

3. 通过双凸透镜的组合测量

将两个焦距相同的双凸透镜背对背组合在一起，形成一个双凸透镜组合体。将一个物体放置在双凸透镜组合体的一侧，然后将屏幕或像纸放置在另一侧。调整屏幕或像纸的位置，直到在屏幕或像纸上得到一个清晰的像。此时，可以通过测量双凸透镜组合体与屏幕或像纸的距离来计算透镜的焦距。

以上是几种常用的测量透镜焦距的方法。在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的方法。同时，为了保证测量结果的准确性，需要注意测量时的环境和仪器的精度。

透镜参数的测量

7.1.1 透镜参数的测量

（本文内容选自高等教育出版社《大学物理实验》）透镜是使用最广泛的一种光学元件，眼球也是一种透镜，我们正是通过这一对透镜来观看周围世界的。透镜及各种透镜的组合可形成放大的或缩小的实像及虚像。人类就是利用透镜及其组合观察到遥远宇宙中星体的运行情况以及肉眼看不见的微观世界的。

透镜是用透明材料（如光学玻璃、熔石英、水晶、塑料等）制成的一种光学元件。一般它由两个或两个以上共轴的折射表面组成。仅有两个折射面的透镜称单透镜，由两个以上折射面组成的透镜称组合透镜。多数单透镜的两个折射曲面都是球面或一面是球面而另一面是平面，故称其为球面透镜，它可分为凸透镜、凹透镜两大类，每类又有双凸（凹）、平凸（凹）、弯凸（凹）三种。两个折射面有一个不是球面（也不是平面）的透镜称为非球面透镜，它包括柱面透镜、抛物面头颈等。根据厚度的差异，透镜可分为薄透镜和厚透镜两种。连接透镜两表面曲率中心的直线称为透镜的主轴。透镜两表面在其主轴上的间隔与球面的曲率半径相比不能忽略的，称为厚透镜；若可略去不计，则称其为薄透镜。实验室中常用的透镜大多为薄透镜。根据聚光性能的差异，透镜又可分为会聚透镜和发散透镜两种。

描述透镜的参数有许多，其中最重要、最常用的参数是透镜的焦距。利用不同焦距的透镜可以组合成望远镜、显微镜等。透镜将物成像，决定像的质量的一个重要参数就是像差，像差有多种，如果测得透镜的像差，就可以以一定的方法来消除像差提高成像质量。

通过本实验要求同学们了解激光的扩束系统，光源、物、像间的关系以及球差、色差产生的原因；熟练掌握扩束光源、光具座上各种光学元件的调节并且测量薄透镜的焦距和透镜的球差和色差。

透镜的中心偏差测量原理

透镜的中心偏差测量原理主要基于光学原理和测量实验。在测量过程中，我们通常使用一束平行光照射到透镜上，然后观察透镜产生的像，通过测量像的位置和光线的入射角度等参数，可以间接推算出透镜的中心偏差。

首先，我们需要了解一下透镜的中心偏差是什么。透镜的中心偏差是指透镜的实际光轴和理论光轴之间的距离差。理论光轴是经过透镜的理想的光线传播轴，而实际光轴则是真实的光线传播轴。中心偏差通常由于透镜的制造和装配过程中存在的误差导致。

测量透镜的中心偏差可以使用多种方法，其中较为常见的方法是点法和缎带法。

点法是通过将光线从透镜的正面照射，然后观察通过透镜的光线在屏幕上产生的像点位置来进行测量。具体步骤如下：

1. 将光源放置于透镜的一侧，并调节光源位置使得光线垂直照射到透镜上。

2. 在透镜的另一侧放置一个屏幕，将屏幕调整到透镜的焦点位置。

3. 观察通过透镜的光线在屏幕上形成的像点位置，并将像点的坐标记录下来。

4. 移动光源，改变光照射角度，并重复步骤3，记录不同入射角度下的像点位置。

5. 根据不同的入射角度和像点位置，使用三角函数关系计算出透镜的中心偏差。

缎带法是通过使用一根细缎带反射透镜的光线，并观察反射光线与原透镜的入射

光线的位置关系来进行测量。具体步骤如下：

1. 将缎带固定在透镜的一侧，并将其调整到透镜的焦点位置。

2. 在透镜的另一侧放置一个屏幕，使得透过透镜的光线与反射缎带上的光线重合。

3. 观察反射光线和源光线的位置关系，并将其记录下来。

4. 移动缎带，改变反射光线和源光线的位置关系，并重复步骤3，记录不同位置关系下的光线位置。

凸透镜焦距的测量方法

测量凸透镜焦距的常见方法主要有以下几种，仅供参考：

1. 太阳光聚焦法：将凸透镜正对着太阳光，在凸透镜的另一侧放一张白纸，调节凸透镜到白纸之间的距离，使白纸上出现最小最亮的光斑，这个光斑就是焦点。用直尺测出凸透镜到焦点的距离，即为焦距。

2. 平行光源法：利用平行光聚焦的原理，将数束平行光穿过凸透镜并投射在屏幕上，移动光屏找到屏幕上的最小最亮的光斑，该光斑就是焦点。然后测量焦点到凸透镜中心的距离，即为焦距。

3. 观察虚像法：用凸透镜观察报纸上的字，当出现该字正立放大的虚像后，逐渐增大字与透镜之间的距离，一直到该字的虚像正好消失为止，则该字与透镜的距离即为焦距。

4. 物像等大法：将蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上做凸透镜成像实验，移动烛焰到透镜的距离和光屏到透镜的距离，直到光屏上出现倒立等大的烛焰像为止，则物距（或像距）的一半即为焦距。

以上是测量凸透镜焦距的几种常见方法，每种方法都有其适用范围和限制条件，需要根据具体情况选择合适的方法进行测量。

光学透镜检验标准

一、外观检查

1.透镜表面应光滑、平整，无明显的划痕、凸起、凹陷等缺陷。

2.透镜边缘应圆润，无锋利的边角，避免对眼睛造成伤害。

3.透镜表面的颜色应均匀一致，无色差、无褪色等现象。

4.透镜的光学表面应无灰尘、水滴、油污等杂质，保证光线的透过效果。

二、尺寸测量

1.透镜的尺寸应符合设计要求，测量时应使用精确的量具进行测量。

2.透镜的直径、厚度等尺寸应符合规格要求，保证透镜的装配和使用效果。

3.透镜的孔径、孔距等尺寸应符合设计要求，保证透镜的固定和连接效果。

三、透镜材料检查

1.透镜的材料应符合设计要求，选用高透光率、高硬度的光学材料。

2.透镜的材料应具有稳定性，能够抵抗环境的影响，保证透镜的质量和性能。

3.透镜的材料应具有一致性，避免因材料差异导致光学性能的变化。

四、表面质量检测

1.透镜表面应无裂纹、气泡、麻点等表面缺陷，保证光线的透过效果。

2.透镜表面应无明显的划痕、磨损等损伤，保证使用的安全性和美观度。

3.透镜表面的粗糙度应符合设计要求，避免影响光学性能和外观质量。

五、光学性能测试

1.透镜的光学性能应符合设计要求，包括焦距、折射率、透光率等参数。

2.透镜在规定的光源下应能正常工作，保证光线的聚焦和分散效果。

3.透镜应对光线有较好的会聚能力，保证光线的透过效果和图像的清晰度。

六、耐候性测试

1.透镜应能够在不同的环境条件下稳定工作，包括高温、低温、潮湿、干燥

等环境。

2.透镜应能够抵抗环境的影响，保证光学性能和使用寿命。

3.透镜在耐候性测试中的表现应符合设计要求，保证使用的可靠性和稳定性。

透镜参数的测量

实验简介

透镜是按几何光学原理设计由透明材料加工而成的基本光学元件，早期的单透镜是两个球面（其中有一个可以是平面）组成的，为了消除象差，改善成像质量，人们设计了各种各样的组合透镜，发明了望远镜、显微镜，大大扩展了人眼的视界。因此可以说透镜成像在科学技术上的作用非常重要，了解单透镜的基本性质和参数测量方法是很有意义的。将为进一步学习光学技术以及正确使用光学仪器打下基础。

⏹实验简要原理

透镜的主要作用是成像，描述透镜的性能最主要的参量叫焦距。通过本实验学生可以学到三种测量焦距的方法。（1）自准直法。（2）物象公式法。（3）位移法。基本公式为高斯成像公式。注意几何光学中距离的符号规定，以透镜的主平面为起点与光线行进的方向一致为正，反之为负。如图2所示，高斯公式为:

按照几何规定光学带撇的量代表像方量（不带撇的量表示物方量，凸透镜的像方焦距为正，凹透镜的像方焦距为负）。

⏹实验内容

将白光光源、透镜、物屏、象屏等放在光具座上，并且将各元件的中心的连线与光具座导轨平行（共轴调节）。

(1) 自准直法:如图1所示，将光源、物屏、透镜和反射镜放在光具座上，让光源的光照亮物屏，移动物屏的位置，使经透镜到反射平面镜再沿原路反射回来的光在物屏上形成相等大小、方向相反的清晰的象。这时物屏与透镜的距离就是透镜的焦距。

(2) 物象公式法：如图2所示，将物屏、透镜和象屏放在合适的距离，使物体的象最清晰，测出物距和像距由透镜的高斯物象公式求出透镜的焦距。

（3）位移法：当物距在一倍焦距和两倍焦距之间时，在像方可以得到一个放大的实象，当物距大于二倍焦距时可以得到一个缩小的实像。使物屏与象屏之间的距离大于4倍焦距，调整透镜可以有两次在象屏上得到清晰的象。如图2所示。有高斯公式可以推出：

透镜参数的测量

段心蕊 PB05000826 （九号台）

一、实验目的：

了解光源、物、像间的关系。

熟练掌握光具座上各种光学元件的调节并且测量薄透镜的焦距。

二、实验原理： 1 符号规定：

顺光线方向为正，逆光线方向为负。线段的起点,从光心O 和光轴上的点算起。 2 高斯成像公式：

在近轴条件下高斯公式成立，物距p ，像距p ’,物方焦距（前焦距）f,像方焦距（后焦距）f ’，则有 1''=+p

p f 由于在空气中'f f

-=，高斯公式变成

11'

1f p p =-

3 测凸透镜焦距：

(1) 平面镜反射法：

位于焦点F 上的物所发出的光经过透镜变成平行光。再经过平面镜M 反射后可在物屏上得到清晰的倒立像。 (2) 公式法：

固定透镜，将物放在距透镜一倍以上焦距处，在透镜的像方某处会获得一清晰的像。

在近轴条件下，根据物像公式f

p p

1'11=+

可以测得透镜的焦距。

(3) 位移法：

当物距在一倍焦距和二倍焦距之间时，在像方可以获得一放大的实像，物距大于二倍焦距时，可以得到一缩小的实像。

当物和屏之间的距离'4f A >时我们总能在物和屏之间找到两个位置，透镜在这两个位置上均能成清晰的像。解得

l L f 422-=

根据这个公式可知，在设定了A 以后，只要测出两次透镜之间的距离l 就可测出f ’来。

4 辅助透镜法测凹透镜的焦距：

利用凸透成的像作为凹透镜的物，使其成实像。利用高斯公式可以计算出凹透镜的焦距。

三、实验仪器：

光具座、光源、毛玻璃、凸透镜、凹透镜、平面镜。四、实验内容：

1 光学元件的共轴调整。

测量焦距的三种方法

测量物体的焦距是光学实验中非常重要的一项任务。焦距是指光线通过透镜或凸透镜后的聚焦能力，是光学系统的一个关键参数。测量焦距的方法有很多种，本文将介绍其中的三种方法。

第一种方法是通过远焦距的透镜测量。这种方法适用于测量凸透镜或薄透镜的焦距。首先，将透镜放置在适当的支架上，并将一块被测物体（如一个小孔或线状物体）放置在透镜的近焦面上。然后，将一块屏幕放置在透镜的远焦面上，并适当调节透镜位置，使得光线能够通过透镜并在屏幕上形成清晰的像。通过测量透镜到屏幕的距离和透镜到物体的距离，可以计算出透镜的焦距。

第二种方法是通过近焦距的透镜测量。这种方法适用于测量凹透镜的焦距。与第一种方法类似，首先将透镜放置在支架上，并将物体放置在透镜的远焦面上。然后，将一块屏幕放置在透镜的近焦面上，并适当调节透镜位置，使得光线能够通过透镜并在屏幕上形成清晰的像。通过测量透镜到屏幕的距离和透镜到物体的距离，可以计算出透镜的焦距。

第三种方法是通过光屏法测量。这种方法适用于测量透镜或凸透镜的焦距。首先，将光源放置在透镜的一侧，并将透镜放置在光源的对面。然后，将一块屏幕放置在透镜的另一侧，并适当调节屏幕的位置，使得光线能够通过透镜并在屏幕上形成清晰的像。通过测量透镜到屏幕的距离和透镜到光源的距离，可以计算出透镜的焦距。

除了上述的三种方法，还有其他一些常用的方法可以测量焦距，如利用光线准直仪、利用双光栅干涉仪等。这些方法在实际操作中，需要根据具体情况选择合适的方法。

总之，测量焦距是进行光学实验和设计光学系统的重要环节。通过采用适当的测量方法，我们可以准确地得到焦距的数值，并用于实际应用中。希望本文所介绍的三种方法对读者有所帮助，并能激发更多关于焦距测量的兴趣与研究。

测量透镜及透镜组参数

实验目的

1.了解光学器件共轴的粗调方法

2.掌薄透镜焦距的几种测量方法

3.掌透镜组基点的测量方法

实验基本原理

按成像性质，透镜可分为两类，一类是会聚透镜也叫凸透镜；另一类是发散透镜也叫凹透镜.透镜表面有两个光学面，会聚透镜中心部分比边缘部分厚.发散透镜则相反，边缘部分比中心部分厚.

一. 关于薄透镜成像规律的几个概念

1.光心：光线通过透镜中心，其方向不改变，这个透镜的中心点称为光心，图1中O

为光心.

2.主轴：通过透镜的光心且与透镜相互垂直的轴称为透镜的主轴，透镜的主轴是唯一的.

副轴：通过光心且与主轴成一小角度的轴称为副轴，副轴有无穷多个.

3.焦点：平行于主轴的平行光线通过透镜折射后，会聚于一点，这一点称为透镜的焦点，凸透镜的焦点是实焦点，凹透镜的焦点是虚焦点.在透镜的两侧，各有一个焦点.分别称为透镜的第一焦点和第二焦点，如图1中和.

4.焦平面：通过焦点与主轴垂直的平面称为透镜的焦平面.

焦平面的性质：平行于任一副轴的平行光，通过透镜后会聚于这一副轴与焦平面的交点，这一交点对应于这一副轴的副焦点，焦平面就是由许许多多这样的副焦点构成的平面.在透镜的两侧各有一个焦平面，分别称为前焦平面和后焦平面.

5.焦距：从光心到焦点的距离称为焦距.对于薄透镜来说，如果透镜两侧的介质相同，那么第一焦距和第二焦距相等. |f|=|f'|

6.高斯公式

透镜本身的厚度d比起其焦距f、物距s、像距s’的长度小得多的透镜叫薄透镜.薄透镜的成像公式即高斯公式为：

（1）

s ，，分别为物距、像距、透镜第二焦距.

透镜焦距的测定实验报告

引言：

透镜焦距是光学实验中一个重要的参数，它决定了透镜的成像能力和应用范围。本实验旨在通过测量透镜的焦距，探究透镜的特性，并验证光学公式的准确性。实验装置：

本实验所使用的装置包括一块凸透镜、一块平凸透镜、一块凹透镜、一个屏幕、一支光源和一把尺子。

实验过程：

1. 实验前，将凸透镜放置在光源前方，并调整距离，使得透镜能够正常工作。

2. 将屏幕放在透镜的焦点位置，并固定好。

3. 用尺子测量透镜与屏幕之间的距离，记录为S。

4. 将光源移动到透镜的另一侧，并调整位置，使得透镜能够正常工作。

5. 将屏幕放在透镜的焦点位置，并固定好。

6. 用尺子测量透镜与屏幕之间的距离，记录为S'。

实验结果：

根据实验过程中测得的数据，我们可以计算出透镜的焦距。根据光学公式，焦

距的计算公式为：

1/f = 1/S + 1/S'

其中，f表示透镜的焦距，S表示透镜与屏幕之间的距离，S'表示透镜与光源之

间的距离。

通过实验测量得到的数据，我们可以代入公式中进行计算，得到透镜的焦距。

讨论与分析：

在本实验中，我们使用了不同类型的透镜进行测量，包括凸透镜、平凸透镜和

凹透镜。通过实验测量得到的焦距数据可以与理论值进行比较，以验证光学公

式的准确性。

在实验中，我们还可以观察到透镜成像的特点。当透镜与屏幕的距离等于焦距时，成像最为清晰；当透镜与屏幕的距离小于焦距时，成像为放大图像；当透

镜与屏幕的距离大于焦距时，成像为缩小图像。

结论：

通过本实验，我们成功测量了透镜的焦距，并验证了光学公式的准确性。实验

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。

测量薄透镜焦距的方法

薄透镜是光学实验中常用的器材，它的焦距是一个重要的物理量。测量薄透镜焦距的方法有多种，下面将介绍几种常用的方法。

首先，最简单的方法是使用物体的成像来测量薄透镜的焦距。

我们可以选择一个远离透镜的物体，将其放置在透镜的焦点位置，

通过调节屏幕的位置，使得透镜成像在屏幕上。然后测量透镜与屏

幕之间的距离，这个距离就是透镜的焦距。

其次，我们还可以利用透镜成像的公式来计算焦距。根据透镜

成像的公式，1/f = 1/v + 1/u，其中f是焦距，v是像距，u是物距。我们可以通过测量物体和像的距离，然后代入公式计算出焦距。

另外，我们还可以利用透镜的放大倍数来计算焦距。透镜的放

大倍数M可以表示为M = v/u，其中v是像距，u是物距。通过测量

物体和像的距离，然后计算出放大倍数，再通过公式f = u/(M-1)

来计算焦距。

除了上述几种方法，我们还可以利用远处物体的成像来测量焦距。当物体距离透镜很远时，透镜成像的位置就是焦点的位置，通

过测量这个位置与透镜的距离，就可以得到焦距。

综上所述，测量薄透镜焦距的方法有多种，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，我们需要注意测量的精度和准确性，尽量减小误差，以得到更准确的焦距数值。希望以上方法对大家有所帮助。

透镜参数的测量

1. 姓名：翟旭明学号：PB05210058 实验组号：

27 组内编号：9

2. 实验题目：透镜参数的测量

3. 目的要求：了解光源、物、像间的关系以及球差、色差产生

的原因；熟练掌握光具座上各种光学元件的调节并且测量薄透

镜的焦距和透镜的球差和色差。

4. 仪器用具：白炽灯、物屏、像屏、凸透镜、凹透镜、平面镜

和光具座。

5. 实验原理：

1、平面镜反射法。

2、公式法：。

3、位移法：。

4、辅助透镜法测凹透镜的焦距：。

6. 实验内容：1、平面镜反射法测量凸透镜焦距。2、公式法测

量凸透镜焦距。3、位移法测量凸透镜焦距。4、辅助透镜法测

凹透镜的焦距。

7. 数据表格：

平面镜反射法物(cm)135.90

凸透镜

(cm)

125.71125.49125.73125.61125.60

公式法物(cm)135.90凸透镜(cm)116.85

像(cm)95.4195.0795.4395.3395.10

位移法物(cm)135.90像(cm)89.43

凸透镜

1(cm)

120.53120.76120.80120.61120.84凸透镜

2(cm)

104.58104.78104.70104.89104.56

辅助透镜法物(cm)135.90

像(cm)76.4086.8076.6185.9085.90凹透镜

(cm)

103.05103.3396.00104.81100.72凸透镜

(cm)

120.60119.50121.71118.06120.07

8. 数据处理及结果：

1、平面镜反射法测量凸透镜焦距。

利用如下公式计算凸透镜位置O的平均值和A类标准不确定度：

透镜参数的测量实验报告

一、实验目的

本实验旨在通过测量透镜的焦距、物距和像距，计算出透镜的折射率

和曲率半径，并掌握透镜参数的测量方法。

二、实验原理

1. 透镜焦距的测量方法

（1）自然法：将凸透镜放在太阳光下，调整屏幕位置，使得光线通过透镜后汇聚在屏幕上，在屏幕上可以看到一个明亮点，此时屏幕到透

镜的距离即为焦距。

（2）迎光法：将凸透镜放在光源前方，调整物体位置和屏幕位置，使得光线通过透镜后汇聚在屏幕上，在屏幕上可以看到一个明亮点，此

时物体到透镜的距离即为焦距。

2. 透镜折射率和曲率半径的计算方法

根据薄透镜成像公式：

1/f = (n-1)(1/R1-1/R2)

其中f为焦距，n为介质折射率，R1和R2分别为两个球面曲率半径。当R1或R2趋近于无穷大时，对应的曲率半径可以忽略不计。

三、实验器材和药品

1. 凸透镜

2. 光源

3. 屏幕

4. 尺子

四、实验步骤

1. 使用自然法测量透镜焦距：将凸透镜放在太阳光下，调整屏幕位置，使得光线通过透镜后汇聚在屏幕上，在屏幕上可以看到一个明亮点，

此时屏幕到透镜的距离即为焦距。

2. 使用迎光法测量透镜焦距：将凸透镜放在光源前方，调整物体位置

和屏幕位置，使得光线通过透镜后汇聚在屏幕上，在屏幕上可以看到

一个明亮点，此时物体到透镜的距离即为焦距。

3. 计算折射率和曲率半径：根据薄透镜成像公式计算出折射率和曲率

半径。其中折射率可以通过已知的介质折射率来计算，曲率半径可以

根据实验中测量得到的焦距和物距或像距来计算。

4. 重复以上步骤多次，取平均值作为最终结果。

五、实验注意事项

全国版初中物理透镜及其应用知识点总结全面整理

物理中的透镜及其应用是初中物理中的重要内容，下面是对这一知识

点进行全面整理的总结。

一、透镜的基本概念：

透镜是一种能够使光线发生折射的光学器件。根据透镜的形状和折射

效果的不同，透镜可以分为凸透镜和凹透镜。凸透镜是中央薄边厚，能够

使平行光线汇聚到焦点上；凹透镜是中央厚边薄，能够使平行光线发散。

二、透镜的主要参数：

1.焦距（f）：是透镜最主要的参数，表示透镜的汇聚或发散能力。

对于凸透镜，焦距为正数；对于凹透镜，焦距为负数。

2.焦距与透镜形状的关系：凸透镜测量焦距的方法有两种，分别是凸

透镜法和纸屏法。凹透镜的焦距可以类似地测量得出。

3.透镜的位置关系：假设平行光线垂直射入透镜，光线经由透镜汇聚

到一点上，该点就是光线的实际焦点；假设从透镜的实际焦点射入的光线

垂直折射出来，光线将变成平行光线。这两个重要的光学性质决定了透镜

的位置关系。

三、透镜成像规律：

1.近轴光线近似成像规律：当物距离透镜很远，或者物距离透镜很近

而且物的高度很小，透镜成像满足近轴光线近似成像规律。根据该规律，

可以推导出物距（p）、像距（q）和焦距（f）之间的关系：1/p+1/q=1/f。

2.透镜成像例题解析：对于不同的透镜成像情况，使用成像例题进行

解析和计算，了解透镜成像的具体过程和关键步骤。

四、透镜成像性质：

1.实像与虚像：根据透镜成像规律，当物距离透镜的位置不同，成像

也会有所不同。当物体在透镜的同一侧，成像也在同一侧，此时成像为实像；当物体距离透镜的另一侧，成像在透镜的反侧，此时成像为虚像。