物理实验报告8_薄透镜焦距的测量

合集下载

薄透镜焦距的测量(完整版)

一、实验原理：薄透镜是指其厚度比两球面的曲率半径小得多的透镜。

透镜分为两大类：一类是凸透镜（也称为正透镜或会聚透镜），对光线起会聚作用。

焦距越短，会聚本领越大。

另一类是凹透镜（也称负透镜或发散透镜），对光线起发散作用。

焦距越短，发散本领越大。

在近轴光束（靠近光轴并且与光轴的家教很小的光线）的条件下，薄透镜（包括凸、凹透镜）的成像公式为：1 1 1（ 1 ）u v f式中：u 为物距；v 为像距； f 为焦距。

它的正、负规定为：实物、实像时，u 、v 为正；虚物、虚像时，u 为正，v 为负；凸透镜 f 为正，凹透镜f 为负。

利用上式测定焦距，可以有几种方法，除了本实验中的方法以外，还可用焦距仪测量。

利用上式时必须满足：a. 薄透镜；b. 近轴光线。

实验中常采取的措施是：a. 在透镜前加一光阑以去边缘光线；b. 调节各元件使之共轴。

一般透镜中心厚度有几毫米，也会给测量带来一定的误差。

当不考虑透镜厚度时，会有百分之几的误差，这是允许的。

1. 凸透镜焦距的测量方法（1））物距像距法由实验分别测出物距 u 及像距 v ，利用（ 1）式，求出焦距：fuv u v（ 2）（2））自准法从（ 1 ）式可知，当像距 v时， u f ，即当物体上各点发出的光经透镜后，变为不同方向的平行光时，物距即为透镜的焦距。

该方法利用实验装置本身产生平行光，故为自准法，见下图。

（3））位移法当物 AB 与像屏的间距D 4 f 时，透镜在 D 间移动可在屏上两次成像，如下图所示，一次成放大的像，另一次成缩小的像。

（ 3）（ 4）由公式（ 1）与图中的几何关系可得：1u 1 D 1 u 11 f1 u 1 dD1 u 1d1 f由上两式右边相等得：D d 1 （5）2将（5 ）式代入（3）式得：D 2 d 2f D d D d （6 ）4D 4D式中： D 为物与像屏的间距； d 为透镜移动的距离。

2. 凹透镜焦距的测量方法因实物经凹透镜后，不能在屏上生成实像，故测其焦距时总要借助一个凸透镜，使凸透镜给凹透镜生成一个虚像，最后再由凹透镜生成一个实像。

薄透镜焦距的测量实验报告误差分析

薄透镜焦距的测量实验报告误差分析薄透镜焦距的测量实验报告误差分析引言：薄透镜焦距的测量是光学实验中常见的实验之一。

通过测量薄透镜的物距和像距，可以计算出薄透镜的焦距。

然而，在实际测量过程中，由于各种因素的影响，往往会引入误差。

本文旨在对薄透镜焦距测量实验中的误差进行分析，以便更好地理解实验结果的可靠性。

实验装置：本次实验使用的装置包括一块薄透镜、一组物距和像距测量仪器以及一束平行光源。

物距和像距测量仪器分别由测距尺和目镜组成，可以测量物体到透镜的距离和像到透镜的距离。

实验步骤：1. 将薄透镜放置在平行光源的前方，调整光源位置，使光线通过透镜后尽量平行。

2. 将物体放置在透镜的前方，并调整物体位置，使其与透镜轴线平行。

3. 使用测距尺测量物体到透镜的距离，记录为物距。

4. 使用目镜观察像的位置，并使用测距尺测量像到透镜的距离，记录为像距。

5. 重复上述步骤多次，取平均值计算薄透镜的焦距。

误差来源：1. 仪器误差：测距尺和目镜的刻度误差会直接影响物距和像距的测量结果。

为减小这一误差，可以使用更精确的测距尺和目镜，并进行多次测量取平均值。

2. 环境误差：实验环境中的温度、湿度等因素会对实验结果产生影响。

为减小环境误差，可以在实验室恒温、湿度适宜的条件下进行实验。

3. 人为误差：实验操作者的视觉判断和手动操作会引入误差。

为减小人为误差，可以进行多人重复实验，并对实验结果进行比对和分析。

4. 透镜本身误差：薄透镜的制造工艺和材料特性会对焦距的测量结果产生影响。

为减小透镜本身误差，可以选择质量较好的透镜进行实验，并对透镜进行检查和校准。

误差分析：在实际实验中，由于上述误差的存在，测量结果往往会与理论值存在一定差距。

为了评估实验结果的可靠性，可以进行误差分析。

首先，计算每次实验的焦距，并计算平均值。

然后，计算每次实验结果与平均值之间的差距，并计算平均差。

最后，计算相对误差，即平均差与平均值之比。

通过这些计算，可以评估实验结果的精确度和准确度。

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 $f_1$。

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。

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。

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。

全国中学生物理竞赛实验报告模板：薄透镜焦距的测定物理实验报告

实验名称：薄透镜焦距的测定2.成像法在近轴光线的条件下，薄透镜成像的高斯公式为1 s′−1s=1f′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。

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；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′=D 2−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%。

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′=−f=ss′即可求出L2的像方焦距f2′。

s−s′。

薄透镜焦距的测定实验报告

薄透镜焦距的测定实验报告
实验目的：通过实验测定薄透镜的焦距。

实验原理：薄透镜是一种光学元件，它可以将光线聚焦或发散。

薄透镜的焦距是指光线通过薄透镜后，聚焦或发散的距离。

薄透镜的焦距可以通过实验测定得到。

实验器材：薄透镜、光源、屏幕、尺子、直尺、三角板等。

实验步骤：
1. 将薄透镜放在光源和屏幕之间，使光线通过薄透镜后聚焦在屏幕上。

2. 移动屏幕，找到光线聚焦的位置，用尺子测量光线聚焦的距离，即为薄透镜的焦距。

3. 重复以上步骤，取多组数据，计算平均值。

实验结果：通过实验测得薄透镜的焦距为10cm。

实验分析：实验结果与理论值相符合，说明实验操作正确，实验结果可信。

实验结论：通过实验测定，薄透镜的焦距为10cm。

实验注意事项：
1. 实验时要注意安全，避免光线直接照射眼睛。

2. 实验时要保持光源、薄透镜和屏幕的位置不变，避免误差。

3. 实验时要注意测量精度，尽量减小误差。

总结：通过本次实验，我们学习了薄透镜的基本原理和测量方法，掌握了实验操作技能，提高了实验能力。

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。

透镜焦距的测定实验报告

实验报告学生姓名：学号：指导教师：实验地点：科技实验大楼104室实验时间：一、实验室名称：透镜焦距的测定二、实验项目名称：透镜焦距的测定三、实验学时：3学时四、实验原理：1．测凸透镜的焦距（1）自准直法如图1所示，用屏上“1”字矢孔屏作为发光物。

在凸透镜的另一边放置一平面反射镜，光线通过凸透镜后经平面反射镜返回孔屏上。

移动透镜位置可以改变物距的大小，当物距正好是透镜的焦距时，物上任意一点发出的光线经透镜折射后成为平行光，经平面镜反射后，再经透镜折射回到矢孔屏上。

这时在矢孔屏上看到一个与原物大小相等的倒立实像。

这时物屏到凸透镜光心的距离即为此凸透镜的焦距。

（2）物距像距法如图2所示，用屏上“1” 字矢孔作为发光物，经过凸透镜折射后成像在另一侧的观察屏上。

在实验中测得物距u 和像距v ，则凸透镜的焦距为vu uvf +=用自准直法和物距像距法测凸透镜焦距时，都必须考虑如何确定光心的位置。

光线从各个方向通过凸透镜中的一点而不改变方向，这点就是该凸透镜的光心。

凸透镜的光心一般与它的几何中心不重合，因而光心的位置不易确定，所以上述两种方法用来测定凸透镜焦距是不够准确的，误差约为%~%。

图1 自准直法测焦距图2 物距像距法测焦距（3）位移法如图3所示，若取光矢孔物屏与观察屏之间的距离f D 4>，且实验过程中保持不变时，移动透镜L ，当它距离物为u 时，观察屏上得到一个放大的清晰的像；当它距离物为u '时，观察屏上得到一个缩小的清晰的像。

根据几何关系和光的可逆性原理，得D v u v u ='+'=+ d v v u u ='-=-' v u =' u v ='代入式（3-20-2）得Dd D f 422-=图3 位移法测焦距从上式可知，只要测得物屏与观察屏之间的距离D 和两次成像透镜之间的距离d ，即可求出凸透镜的焦距f 。

大学物理实验报告-薄透镜焦距的测量

得分教师签名批改日期深圳大学实验报告课程名称：大学物理实验（一）实验名称：实验七薄透镜焦距的测量学院：物理科学与技术学院专业：课程编号：组号：16 指导教师：报告人：学号：实验地点科技楼907实验时间：2011 年04 月18 日星期一实验报告提交时间：2011 年04 月25 日1、实验目的_____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ 2、实验原理_____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________3、实验仪器仪器名称组号型号量程△仪4、试验内容与步骤_____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________5、数据记录表一物距像距发测凸透镜焦距 1 2 34 5 6 平均 u vvu uv f +==∆±=f f f表二用自准法测凸透镜焦距测次透镜位置 /cm屏位置 /cm焦距 /cm 左右平均 1 2 3 4 5 6 平均=∆±f f表三用位移法测凹透镜焦距次数 D/cmd/cm Dd D f 422-=1 2 3 4 5 6平均值测试结果：=∆±=f f f 相对误差：表四物距像距发测凹透镜焦距 1 2 34 5 6 平均 u vvu uv f +==∆±=f f f表五用自准法测凹透镜焦距测次透镜位置 /cm屏位置 /cm焦距 /cm 左右平均 1 2 3 4 5 6 平均=∆±f f6、数据处理=⨯∆=%100f f E 凸=⨯∆=%100ff E 凹7、实验结果与讨论（1）利用Dd D f 422-=测量凸透镜焦距有什么好处？（2）为什么在本实验中利用fv u 111=+侧焦距时，测量u 和v 都用有毫米刻度的米尺就可以满足要求？设透镜由于色差和非近轴光线引起的误差是1%。

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。

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元件，而测量薄透镜的焦距是光学实验中的重要内容之一。

正确的测量方法可以保证实验结果的准确性，下面将介绍几种常用的测量薄透镜焦距的方法。

一、通过物方焦距的方法。

1. 实验装置，准备一支薄透镜、一支光源和一块白纸。

2. 实验步骤，将薄透镜放置在光源和白纸之间，调节光源和白纸的位置，使得在白纸上能够观察到清晰的透镜成像。

3. 实验原理，当物方焦距为f时，光线经过透镜后会聚焦于焦点处，因此可以通过移动白纸的位置，使得透镜成像清晰的位置与焦点重合，从而测得焦距。

二、通过物距和像距的方法。

1. 实验装置，准备一支薄透镜、一支光源和一块白纸。

纸的位置，使得在白纸上能够观察到清晰的透镜成像。

同时测量物体到透镜的距离（物距）和像到透镜的距离（像距）。

3. 实验原理，根据透镜成像的公式，1/f = 1/v + 1/u，可以通过测量物距和像距，求解出透镜的焦距。

三、通过物体和像的放大率的方法。

1. 实验装置，准备一支薄透镜、一支光源和一块白纸。

2. 实验步骤，将薄透镜放置在光源和白纸之间，调节光源和白纸的位置，使得在白纸上能够观察到清晰的透镜成像。

同时测量物体和像的大小。

3. 实验原理，根据透镜成像的公式，可以通过物体和像的放大率，求解出透镜的焦距。

四、通过物体和像的位置关系的方法。

1. 实验装置，准备一支薄透镜、一支光源和一块白纸。

纸的位置，使得在白纸上能够观察到清晰的透镜成像。

同时测量物体和像的位置关系。

3. 实验原理，根据透镜成像的公式，可以通过物体和像的位置关系，求解出透镜的焦距。

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。

在实验过程中，需要注意实验装置的调整和测量的准确性，以保证实验结果的可靠性。

希望以上方法对大家在测量薄透镜焦距时有所帮助。

薄透镜焦距的测量实验报告

一、实验综述1、实验目的及要求（1）了解对简单光学系统进行共轴调节（2）学会用自准直法测量薄凸透镜的焦距（3）学会用位移法测量薄凸透镜的焦距（4）学会用物距-像距法测量薄凸透镜的焦距（5）学会用物距-像距法测凹透镜的焦距 2、实验仪器、设备或软件光具座，凸透镜，凹透镜，光源，物屏，平面反射镜，水平尺和滤光片等二、实验过程（实验步骤、记录、数据、分析）（1）观测依据1．自准直法测薄凸透镜的焦距根据焦平面的定义，用右图所示的光路，可方便地测出凸透镜的焦距 f = | x l - x 0 |2．物距——像距法测凸透镜焦距在傍轴光线成像的情况下，成像规律满足高斯公式v u f 111+= vu v u f +⋅= 如图所示，式中u 和v 分别为物距和像距， f 为凸透镜焦距，对f 求解，并以坐标代入则有f =oi li o l x x x x x x --⋅- (x o ＜x L ＜x i )x o 和x L 取值不变(取整数)，x i 取一组测量平均值。

3．位移法测透镜焦距 (亦称共轭法、二次成像法) 如右图所示，当物像间距 D 大于 4 倍焦距即D > 4 f 时，透镜在两个位置上均能对给定物成理想像于给定的像平面上。

两次应用高斯公式并以几何关系和坐标代入，则得到x o 和x i 取值不变(取整数)，x L1和x L2各取一组测量平均值。

4．用物距-像距法测凹透镜的焦距 BA1 A2 AB1A1 A2X i X o X Loi l l o ix x x x x x D d D f -⋅---=-=4)()(4212222F2F12B!在上图中：L1为凸透镜，L2为凹透镜，凹透镜坐标位置为X L ，F1为凸透镜的焦点，F2为凹透镜的焦点，AB 为光源，A1B1为没有放置凹透镜时由凸透镜聚焦成的实像，同时也是放置凹透镜后凹透镜的虚物，坐标位置为X O ，A2B2为凹透镜所成的实像，坐标位置为X i 。