实验51+几何光学设计实验+
几何光学综合实验报告
466.7
4
100.0
650.0
232.8
522.1
5
100.0
700.0
221.1
574.5
6
100.0
750.0
215.1
630.9
凸透镜焦距相关计算如下：
= 像屏位置 − 物屏位置
= 小像，透镜位置 − 大像透镜位置
由 =
2 −2
4
得：
表 2 凹透镜焦距
1 （mm）
97.384
2. 自组望远镜
表 3 望远镜数据表
1
物屏位置
（mm）
准直透镜位置
（mm）
物镜位置
（mm）
目镜位置
（mm）
100.0
200.0
811.9
1000.0
3. 自组望远镜并测量凹透镜焦距
表 4 自组望远镜并测量凹透镜焦距数据记录表
缩小实像位置 a（mm）
L2 位置 b（mm）
1
678.9
629.2
2
648.7
主光轴。其它通过透镜光心的直线皆为透镜的附光轴。
2.薄透镜成像公式:
在近轴光束的条件下，薄透镜成像公式为：
1
1
1
= +
…(1)
其中：
u：物距 v：像距 f：焦距
实物、实像时,u,v 为正;虚物、虚像时 u,v 为负。凸透镜 f 为正；凹透镜 f 为负。
3.位移法测凸透镜焦距：
当物体 AB 与像屏 M 的间距 > 4 时,透镜在 D 区间移动,可在屏上两次成像，一次成清晰放大的实像1 1,
同一高度,且连线(光轴)平行于导轨。
几何光学实验报告
几何光学实验研究一、实验内容（一）仪器的组安装和调整1、安装矩形光盘安装：（1）在矩形光盘背面安好工形托架（2）将大支杆插入大三角支架（3）将安在矩形光盘上的工字型托架插入大支杆孔（4）调整矩形光盘于水平位置，旋紧各螺丝（5）将光源支杆插入小三角支架，旋紧螺丝2、调整光源筒在U型支架上可以灵活转动，改变射出光线的角度；调节支杆高度可以改变光源的高度；灯泡位置可在灯座筒里转动，使灯丝正好位于透镜的焦点上。
仪器使用前调整步骤如下：（1）将低压电源的输出电压调至2V，接通电路，逐次增大电源的输出电压（2）将光源靠近矩形光盘的缝屏板，并将缝屏板上的光拦插片第一、七条关闭，拉开其他的，使光屏上出现五条光带（3）将光源筒向光盘上倾斜，使光带落在矩形光盘上，仔细调整角度，使光带既能照满光盘，又使亮度最好（4）调整灯丝位置，前后移动和转动，使光盘上得到窄而亮并且近乎平行的五条光带（5）使矩形光盘与桌面平行，调整光源的投射角，使五条光带的中间一条正好透射在光盘中央的黑色标记上（二）分光小棱镜的使用实验方法：分光小棱镜的角度主要用来改变光的入镜角度，把小棱镜吸于光具盘上，分光交于主光轴一点。
实验现象:如右图所示（30°和11°小棱镜分光角度目测差别不大，故以右图示意即可）（三）透镜的光学作用将大双凸透镜吸使三条光线都通过光通过光心的光线，按原方向传播，发生偏转将大双凸透镜吸使主光轴通过透镜光再使二次反射光线于透镜前焦则折射通过主焦点的光线，跟主光轴平行将大双凸透镜吸使光平行主光轴的光线，后会聚在焦点上将小双凸透镜吸在小双凸透镜的焦点后放置一大双凸使光线通过从主光轴焦点外某一点发出的近轴光线，射后会聚在主光轴上一点将凹透镜吸附在使三条光平行主光轴的光线，后成发散光线（四）球面镜的光学性质将凹面镜吸附于光盘上，使平行于主光轴的五条光线经凹面镜反平行于主光轴的五条光线经凹面镜反射后都交汇于一点将凹面镜吸附于光盘上，使平行于主光轴的五条光线经凹面镜反平行于主光轴的五条光线经凹面镜反射后成发散光线，把发散光线反向延长后会聚于焦点将带有小箭头的棱镜放在一条光带上看作物体，在主光轴上放置光线经小棱镜分光成两条，两条光线射到凸面镜成发散光线，反向延长后会聚于一点将带有小箭头的棱镜放在一条光带上看作物体，在主光轴上放置光线经小棱镜分光成两条，两条光线射到凸面镜会聚在一点（黑线为主光轴）（五）凸透镜成像二缩像二等像焦距倒像焦理像在无限远焦实成像，的相侧，成正立放大像（六）光的反射把小平面镜吸附于圆盘上，线转到水平位置，只使光源中间的一条光线和圆盘零度线重合，转动可看到入射光线、线和法线的夹角总是相等，了光的反射定律使平面镜背面的漫反射镜对着入射漫反射光线是无规则的，所以不好观察到使两条光线经过凸透镜相交视为发光物体，过两入射光线反两反射光线的反向延长线交于镜面右侧一点，大致看出成像位置到镜面的距离相等，将半圆透镜吸中心重合。
几何光学实验教案
几何光学实验教案引言：几何光学是光学的一个重要分支，主要研究光的传播和反射的规律，是理解光的基本性质的一门学科。
几何光学实验是通过实际操作，验证光的传播和反射的规律，并且帮助学生加深对光学原理的理解。
本实验教案将介绍一些基本的几何光学实验内容和步骤。
一、实验目的：1.了解光的传播和反射的基本规律；2.掌握一些基本的光学实验仪器的使用方法；3.加深对几何光学原理的理解。
二、实验器材：1.白纸2.实验光源（手电筒等）3.透镜4.照相机5.光屏6.反射板7.光线追迹仪三、实验内容和步骤：实验一：透镜成像实验1.将透镜竖直放置在桌面上，用白纸作为物体放在透镜的一个焦点上方。
2.调整透镜的位置，使得在另一个焦点上方可以得到清晰的成像。
3.使用照相机记录下透镜成像的过程，并进行分析。
实验二：反射实验1.在光源的一侧放置一块反射板，将光线从光源上照射到反射板上。
2.观察反射板上的光线的反射方向和角度。
3.使用光线追迹仪，追踪光线的传播路径，并记录实验结果。
实验三：光线的折射实验1.将光线从空气中射向一个中心位于透明材料内部的透镜。
2.观察光线经过透镜后的折射情况。
3.使用光屏记录光线的传播路径，并进行分析。
实验四：单缝干涉实验1.将光源照射到一块有单狭缝的屏上。
2.将透镜放置在光屏的后方，调整透镜和屏的距离，观察干涉条纹。
3.使用光屏记录干涉条纹的形成，并进行分析。
实验五：光的色散实验1.使用实验光源照射到一个三棱镜上。
2.观察三棱镜上光线的折射和色散现象。
3.使用照相机记录实验结果，并进行分析。
四、实验注意事项：1.实验操作时要注意安全，避免伤害自己和他人。
2.实验仪器要谨慎使用，避免损坏。
3.实验结果要准确记录，并进行分析和总结。
五、实验结果分析：根据实验的结果，可以总结光的传播和反射的规律，进一步理解几何光学原理。
可以和学生一起讨论实验中的现象和结果，并帮助学生加深对光学的理解。
六、实验延伸：可以根据实际情况，设计更复杂的几何光学实验，如干涉仪、光望远镜等实验，帮助学生进一步了解几何光学的应用。
几何光学设计性实验
几何光学设计性实验——组装显微镜与望远镜显微镜与望远镜是常用的助视光学仪器。
显微镜主要用来帮助人们观察近处的微小物体，望远镜则主要帮助人们观察远处的目标，它们在天文学、电子学、生物学和医学等领域中都起着十分重要的作用。
为适应不同用途和性能的要求，有各种类型的显微镜与望远镜，构造上也各有差异，但是它们的基本光学系统都是由一个目镜和物镜组成。
一．实验目的（1）掌握透镜成像规律；（1）组装简单的显微镜与望远镜，以熟悉它们的构造及其放大原理，掌握其调节与使用方法；（2）用自己组装的望远镜测量凸透镜和凹透镜的焦距。
二．实验室可提供的器材1.2m光学导轨一个，焦距为4、8、20㎝的凸透镜各一个，待测凸透镜、凹透镜各一个，玻璃叉丝屏（分划板）一个，物屏一个。
三．实验内容1．区分凸、凹透镜，分辨不同凸透镜的焦距长短。
2．选择较短焦距的凸透镜做目镜，与分划板构成目镜系统，调整目镜到透镜之间的距离，使分划板成像清晰。
3．利用透镜成像法测量所有凸透镜的焦距（用目镜系统观察成像）。
4．组装显微镜要求：（1）画出显微镜的光路图；（2）选择合适的凸透镜做物镜，利用目镜和分划板组成的目镜系统，组装显微镜。
（3）调整显微镜系统看清放大的像，观察显微镜放大的现象。
5．组装望远镜要求：（1）画出开普勒望远镜的光路图。
（2）选择一个焦距较长的凸透镜做物镜，利用目镜系统，组装望远镜。
（3）用组装的望远镜系统，观察远处物体成像的现象。
4．用上述组装成的望远镜测量待测凸透镜的焦距要求：画出测量光路图，并叙述测量原理及过程。
5．用上述组装成的望远镜测量待测凹透镜的焦距。
要求：画出测量光路图，并叙述测量原理及过程。
五．实验报告要求1．阐述实验的基本原理及测量方法内容包括：透镜成像原理，测量透镜焦距的方法，显微镜望远镜的结构、组装方法等2．记录实验步骤及各种实验现象，画出光路图，记录实验数据。
3．总结本次实验的收获和体会。
几何光学基础实验报告
几何光学基础实验报告实验题目：几何光学基础实验报告一、实验目的：1. 掌握几何光学中的基本概念和原理；2. 了解和熟悉常用光学元件的特性和使用方法；3. 学会使用光学实验装置进行实验观察和测量。
二、实验仪器与材料：1. 光学实验台；2. 透镜（凸透镜和凹透镜）；3. 光源（如白炽灯或激光器等）；4. 平面镜、凹面镜和凸面镜等。
三、实验原理：1. 焦距：凸透镜和凹透镜的焦点与物距和像距的关系；2. 倍率：透镜成像的放大率；3. 光的反射：平面镜和曲面镜的光的反射特性；4. 平行光经透镜成像：透镜产生的实际和虚拟的像；5. 光的折射：透过凸透镜和凹透镜的光的折射变化；6. 球面镜成像：凸面镜和凹面镜成像特性；7. 光谱分光：利用光的色散特性进行分光实验。
四、实验步骤：1. 实验1：测量凸透镜的焦距。
a. 在光学实验台上放置一个凸透镜。
b. 调整透镜和光源的距离，使得透镜上出现清晰的焦点。
c. 使用一根刻度尺测量透镜和物距之间的距离，即为凸透镜的焦距。
2. 实验2：测量凹透镜的焦距。
a. 类似实验1的方法进行测量，将光源放置在凹透镜的一侧，调整使得出现清晰的焦点。
b. 使用刻度尺测量凹透镜与物距之间的距离，即为凹透镜的焦距。
3. 实验3：测量透镜的倍率。
a. 将一条直线放置在凸透镜前方，调整光源和透镜的位置使得光线通过透镜成像。
b. 使用刻度尺测量透镜和物体之间的距离，并测量透镜和像之间的距离。
c. 计算得出透镜的倍率。
4. 实验4：观察平面镜和曲面镜的反射特性。
a. 将平面镜放置在光源前方，观察光线经过反射后的方向。
b. 类似地，观察凹面镜和凸面镜的反射特性。
5. 实验5：观察透镜成像。
a. 调整光源和凸透镜的位置，观察产生的实际像。
b. 类似地，对凹透镜进行观察。
6. 实验6：观察球面镜成像。
a. 放置一个凸面镜在光源前方，观察产生的实际像。
b. 类似地，对凹面镜进行观察。
7. 实验7：光谱分光实验。
几何光学综合实验·实验报告
几何光学综合实验·实验报告【实验仪器】带有毛玻璃的白炽灯光源、物屏、1/10分划板、凸透镜2个、白屏、目镜、测微目镜、二维调整架2个、可变口径二维架、读数显微镜架、幻灯底片、干板架、滑座5个、导轨。
【实验内容（提纲）】一、测量透镜焦距1、自成像法测量凸透镜（标称f=190mm ）的焦距。
测3次。
翻转透镜及物屏，再测3次。
求平均。
2、两次成像法测量凸透镜（标称f=190mm ）的焦距。
测3次。
3、放大倍数法测量目镜焦距。
至少测5次，做直线拟合求焦距。
二、组装望远镜用第一部分测量的凸透镜和目镜组装望远镜。
调节透镜高低、方向以及水平位置，使能看清楚远处的标尺。
画出光路图，标明元件参数。
用照相法测量放大倍数。
三、组装显微镜、投影机：画出光路图，标明元件参数。
【注意事项】1、光学元件使用时要轻拿轻放。
2、注意保持光学元件表面清洁，不要用手触摸，用完后放回防尘袋。
3、光源点亮一段时间后温度很高，不要触摸，以防烫伤。
4、本实验光学元件比较多，实验前后注意清点，不要搞混【实验一·测量透镜焦距】·自成像法把凸透镜放在十字光阑前面，是两者等高共轴。
在凸透镜后放一平面反射镜，使通过透镜的光线反射回去。
仔细调节透镜与物间的距离，直到在物面上得到十字叉丝的清晰像为止。
这时物与透镜的距离即为透镜的焦距。
用该方法测量透镜的焦距十分简便。
光学实验中经常用这种方法调节出平行光。
例如平行光管射出的平行光就是用此方法产生的。
·两次成像法这种方法也称为共轭法或贝塞尔法这种方法使用的测量器具与前面相同。
其特点是物与屏的距离L保持一固定的值，且使f L '>4。
通过移动透镜，可在屏上得到两次清晰的像。
如左图，透镜在位置I 得到放大的像；在位置II 得到缩小的像。
由左图可知s s d s s L '--='+-=,d 为透镜两次成像所移动的距离。
由此可得：2,2d L s d L s -='+=- 又f '='+1s 1s 1，则L d L f 422-=' 由此可见，只要测出物与屏的距离L 及透镜的位移d ，即可算出f '。
几何光学实验报告
几何光学实验报告
实验目的：
1. 了解几何光学的基本原理；
2. 掌握几何光学的实验操作方法；
3. 验证几何光学的基本定律。
实验仪器：
凸透镜、凹透镜、白色光源、屏幕、尺子等实验器材。
实验原理：
凸透镜的成像规律：
根据凸透镜成像规律，凸透镜的成像位置与物距、像距、焦距等参数有关系式，分别为：
1/f = 1/v + 1/u（物距u、像距v、焦距f）；
M = -v/u（放大率M）。
凹透镜的成像规律：
同理，凹透镜的成像位置与物距、像距、焦距等参数有关系式，分别为：
1/f = 1/u + 1/v
M = -v/u
实验步骤：
1. 用透镜架组装实验仪器；
2. 将凸透镜放置在光源处，调整距离，使光线通过凸透镜后射
向屏幕，观察成像情况；
3. 测量实验数据，根据数据计算出实验结果；
4. 用同样的方法，将凹透镜放置在光源处，观察成像情况，测量实验数据，计算出实验结果。
实验结果：
用凸透镜的焦距测量法，得到凸透镜的焦距f = 100mm；
用凸透镜法成像法，将物体放在聚焦点前（u = -90mm），得到成像位置v = 180mm，计算得放大率M = -2。
用凹透镜法成像法，将物体放在凹透镜内（u = -130mm），得到成像位置v = 156mm，计算得放大率M = -1.2。
实验结论：
1. 通过实验验证了凸透镜的成像规律，得到凸透镜的焦距和放大率；
2. 通过实验验证了凹透镜的成像规律，得到凹透镜的焦距和放大率。
参考文献：
《高等物理实验教程》、《The Feynman Lectures on Physics》等相关教材。
几何光学设计实验,实验报告
几何光学设计实验,实验报告
本次实验是关于几何光学设计的，通过实验可以更好地理解光学原理，学习光学设计
的基础知识与方法，提高对光学系统的认识能力。
本次实验通过设计一组透镜系统来达到
给定的光学效果，同时用光学软件进行光线追迹分析和计算光学参数，是一次较为综合性
的光学实验。
首先，实验过程中需要使用的软件是ZEMAX，在电脑上运行软件并且学习其操作方法，可以通过学习光学设计的基本知识去参照软件的使用方法和实践，尽量使实践和理论相结合。
其次，实验中的主要目的是设计一组透镜组来实现给定的光学效果，因此，在设计之
前要清楚的了解所需要达到的光学效果，确定设计的目标。
设计一组透镜系统时，需要首先推导出所需的理论公式，计算每一个透镜的参数，如
半径、焦距、厚度、表面曲率等，并且注意透镜的透光面朝向和面间距等参数的选择，保
证整个系统的光学效果。
最后，在通过软件模拟展示整个系统实现的结果，并进行光线追迹计算，对结果进行
评估和修正，通过结果的验证确定系统的设计是否合理。
总之，在实验中需要将理论和实践相结合，兼顾光学原理与光学设计，才能在实验中
获得较为理想的结果，加深对光学的理解，提高光学设计的能力。
几何光学综合实验
实验报告
课程名称：大学物理实验（一）实验名称：几何光学综合实验
f =D 2−d 24D
自组望远镜并测凹透镜焦距：
三、实验仪器：
物屏
分划板 目镜
所谓“共轴”，是指各光学元件（如光源.物.透镜)的主光轴重
合。
分两步进行：
粗调：将放置在光具座上的各光学元件靠拢在一起,用眼观
察,调节它们的中心在同一高度,且连线(光轴)平行于导轨。
细调：
2、位移法测凸透镜焦距
当物AB与像屏的间距D＞4f时，透镜在D间移动时可在像屏上成两次像，如图所示，一次成放大的像（1f＜u＜2f），一次成缩小的像（u＞2f）。
3、自组望远镜并用其测量凹透镜焦距
主要步骤：
(1)物屏与透镜L3（f=100）组平行光；
(2)透镜L1（f=150）与目镜组成望远镜，通过望远镜观察物屏像（物屏logo），调节L1与目镜距离，
直到所观察的物屏像最清晰，记下此时L1与目镜距离；
(3)用L3成一缩小实像，记下实像位置a，如图放上凹透镜L2，调节L2位置，直至通过望远镜能观
察到最清晰的物屏像。
记下此时L2位置b，则L2焦距数值为a-b
(4)改变实像位置a，重复测量6次，求平均值和平均误差。
几何光学实验报告
几何光学实验报告实验目的：本实验旨在通过几何光学的基本原理和方法，探究光的反射、折射、色散等现象。
实验仪器和材料：1. 凸透镜2. 凹透镜3. 平面镜4. 空心三棱镜5. 可调直尺6. 物体7. 白色平行光源8. 平头尺9. 亮度计实验原理：1. 凸透镜的成像规律：当物距与像距远小于透镜的焦距时，凸透镜是会产生放大实像的。
2. 凹透镜的成像规律：凹透镜不论物象位置关系如何，总是会产生缩小虚像。
3. 球面镜的成像规律：平面镜是通过反射来形成像的，当物体与像距远小于镜的焦距时，平面镜近似看成理想的晶境平面，作它的焦点。
4. 空心三棱镜的工作原理：空心三棱镜的作用是将白光折射成七种不同颜色的光，这是因为不同颜色的光有不同折射率的缘故。
实验步骤：1. 将凸透镜放在光源前方，调整物体到离透镜非常远的位置，观察透镜的成像。
2. 将凹透镜放在光源前方，调整物体到凹透镜的焦距位置，观察透镜的成像。
3. 将平面镜放在光源前方，调整物体到离平面镜非常远的位置，观察镜的成像。
4. 将平面镜放置水平台上，倾斜平台，调整物体到焦平面上，观察镜的成像。
5. 将空心三棱镜放在光源前方，调整光源和空心三棱镜的位置，观察七色光的成像。
6. 记录实验数据，并根据数据进行分析和总结。
实验结果和分析：通过实验观察和数据记录，我们可以得出以下结论：1. 凸透镜成像：当物体距离凸透镜远小于其焦距时，透镜会形成放大实像。
2. 凹透镜成像：凹透镜无论物体位置如何，总是会形成缩小虚像。
3. 平面镜成像：平面镜不论物体位置如何，总是会形成与物体相等的实像。
4. 空心三棱镜成像：空心三棱镜可以将白光分解成七种不同颜色的光。
5. 实验数据可用于验证和计算光的折射定律、成像公式等。
结论：通过本次几何光学实验，我们探索了光的反射、折射、色散等现象，学习了透镜、平面镜、空心三棱镜的成像规律和工作原理。
实验结果与理论预测一致，验证了几何光学的基本原理和方法。
几何光学实验报告
几何光学实验报告几何光学实验研究一、实验内容（一）仪器的组安装和调整1、安装矩形光盘安装：（1）在矩形光盘背面安好工形托架（2）将大支杆插入大三角支架（3）将安在矩形光盘上的工字型托架插入大支杆孔（4）调整矩形光盘于水平位置，旋紧各螺丝（5）将光源支杆插入小三角支架，旋紧螺丝2、调整光源筒在U型支架上可以灵活转动，改变射出光线的角度；调节支杆高度可以改变光源的高度；灯泡位置可在灯座筒里转动，使灯丝正好位于透镜的焦点上。
仪器使用前调整步骤如下：（1）将低压电源的输出电压调至2V，接通电路，逐次增大电源的输出电压（2）将光源靠近矩形光盘的缝屏板，并将缝屏板上的光拦插片第一、七条关闭，拉开其他的，使光屏上出现五条光带（3）将光源筒向光盘上倾斜，使光带落在矩形光盘上，仔细调整角度，使光带既能照满光盘，又使亮度最好（4）调整灯丝位置，前后移动和转动，使光盘上得到窄而亮并且近乎平行的五条光（5）使矩形光盘与桌面平行，调整光源的投射角，使五条光带的中间一条正好透射在光盘中央的黑色标记上（二）分光小棱镜的使用实验方法：分光小棱镜的角度主要用来改变光的入镜角度，把小棱镜吸于光具盘上，分光交于主光轴一点。
实验现象:如右图所示（30和11小棱镜分光角度目测差别不大，故以右图示意即可）（三）透镜的光学作用（四）球面镜的光学性质（五）凸透镜成像（六）光的反射（七）平行透明板光路实验方法：将玻璃砖吸附在圆盘上实验现象：光线通过两相互平行的玻璃面发生偏折，如右图所示（八）光通过三棱镜的色散与合成（九）近视眼和远视眼的矫正（十）光学仪器光路的实验1、显微镜光路2、开普勒望远镜光路3、伽利略望远镜光路【注意事项】4.不要用手接触光学元件抛光表面，只可接触棱边。
使用平行光源时，灯泡的位置要装合适，灯丝要居中，光源的高度和角度都要调好。
打开电源之前应保证电压最低，在逐次提高，使用电压要与灯泡电压相符。
光源灯泡中电流较大，灯口耐热能力有限，其连续使用最好不要超过15分钟，可适当降低额定电压，以延长光源寿命。
几何光学 实验报告
几何光学实验报告几何光学实验报告引言：光学是研究光的传播和相互作用的科学，而几何光学则是光学中的一个重要分支。
几何光学研究光的传播和反射、折射等现象，通过几何方法描述光的行为。
本次实验旨在通过实际操作，验证几何光学的基本原理，并探究光在不同介质中的传播规律。
实验一：光的直线传播实验目的：通过实验验证光在均匀介质中的直线传播原理。
实验器材：光源、凸透镜、平凸镜、直尺、白纸、直尺、直角三角板等。
实验步骤：1. 将光源放置在实验桌上，并调整到适当位置。
2. 在光源的正前方放置一张白纸，作为屏幕。
3. 将凸透镜放置在光源的正前方，并调整到合适位置。
4. 用直尺在凸透镜的前方放置一根直线，作为光的传播路径。
5. 观察屏幕上的光线，确认光线是否呈直线传播。
实验结果与结论：经过实验观察，我们发现光线在均匀介质中呈直线传播。
这验证了几何光学中的直线传播原理，即光在均匀介质中沿着直线传播。
实验二：光的反射实验目的：通过实验验证光的反射定律。
实验器材：光源、平凸镜、直尺、白纸等。
实验步骤：1. 将光源放置在实验桌上，并调整到适当位置。
2. 在光源的正前方放置一张白纸，作为屏幕。
3. 将平凸镜放置在光源的正前方，并调整到合适位置。
4. 用直尺在平凸镜的前方放置一根直线，作为光的传播路径。
5. 观察屏幕上的光线，确认光线是否按照反射定律反射。
实验结果与结论：经过实验观察，我们发现光线在平凸镜上按照反射定律反射。
反射定律指出入射角等于反射角，实验结果与理论相符。
实验三：光的折射实验目的：通过实验验证光的折射定律。
实验器材：光源、透明介质（如玻璃板）、直尺、白纸等。
实验步骤：1. 将光源放置在实验桌上，并调整到适当位置。
2. 在光源的正前方放置一张白纸，作为屏幕。
3. 将透明介质（如玻璃板）放置在光源的正前方，并调整到合适位置。
4. 用直尺在透明介质的前方放置一根直线，作为光的传播路径。
5. 观察屏幕上的光线，确认光线是否按照折射定律折射。
几何光学实验报告
几何光学实验报告引言：几何光学是光学中的一个重要分支，它运用几何学的原理研究光的传播和反射、折射等现象。
本次实验旨在通过一系列具体的实验，探索几何光学的基本原理与应用。
实验一：平面镜的成像平面镜是几何光学中最常见的光学元件之一，它可以产生镜像。
实验中，我们将在平面镜上施加一束光，并观察其成像特点。
实验表明，平面镜成像会保持物体的左右关系不变，但却改变了物体的上下关系。
实验二：凸透镜的成像凸透镜是另一种常见的光学元件，具有集光、聚光的作用。
在这个实验中，我们将一束光通过凸透镜，观察并测量成像距离与物距之间的关系。
实验结果显示，凸透镜成像具有放大或缩小物体的特点，且成像距离与物距成反比关系。
实验三：光的折射现象光的折射是光线从一种介质进入另一种介质后改变方向的现象。
我们通过实验探究了光在不同介质之间传播时的折射规律。
实验结果显示，当光线从光疏介质（如空气）射入光密介质（如玻璃）时，折射角小于入射角；反之，当光线从光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角。
实验四：棱镜的色散效应棱镜是另一种常用的光学器件，具有分离光谱的特性。
实验中，我们将白光通过棱镜，观察并记录光在不同频率下的折射角和折射率。
实验结果显示，不同颜色的光在通过棱镜后会发生弯曲，并产生色散效果，形成连续的光谱。
实验五：反射与折射的联合效应在实际应用中，光线的传播通常不仅仅涉及反射，还包含折射。
通过实验，我们研究了当光线从一个介质射入另一个介质时，反射光与折射光的相对大小和角度变化。
实验结果表明，当折射光与反射光的角度差越大时，反射光的强度会减小，而折射光的强度会增加。
结论：通过本次实验，我们深入探讨了几何光学的基本原理与应用。
在平面镜、凸透镜、棱镜以及光的折射和反射等实验中，我们观察到了光线的成像、色散以及反射与折射的联合效应。
这些实验结果为我们理解光的行为提供了实际的证据和感性的认识。
几何光学作为光学学科的重要组成部分，广泛应用于光学仪器、光通信、成像技术等领域。
几何光学实验报告
几何光学实验报告几何光学实验报告引言光学是一门研究光的传播、反射、折射和干涉等现象的学科。
而几何光学则是光学中的一个重要分支，主要研究光线的传播和反射规律。
在本次实验中，我们将通过一系列几何光学实验来探索光的性质和行为。
实验一：光的直线传播在这个实验中，我们使用了一束激光器作为光源，通过调整光线的传播路径，观察光线是否呈直线传播。
实验结果显示，光线在均匀介质中传播时，确实呈直线传播。
这与几何光学的基本假设相符，即光线在均匀介质中传播时沿着直线传播。
实验二：反射定律的验证在这个实验中，我们使用了一面平面镜，将光线照射到镜面上，观察光线的反射现象。
实验结果表明，入射光线和反射光线之间的角度满足反射定律，即入射角等于反射角。
这一结果进一步验证了几何光学中的反射定律。
实验三：折射定律的验证在这个实验中，我们使用了一个玻璃棱镜，将光线照射到棱镜上，观察光线的折射现象。
实验结果显示，入射光线和折射光线之间的角度满足折射定律，即入射角、折射角和介质折射率之间存在一定的关系。
这一结果进一步验证了几何光学中的折射定律。
实验四：透镜成像在这个实验中，我们使用了凸透镜和凹透镜，将光线通过透镜，观察光线的成像效果。
实验结果表明，凸透镜使光线经过折射后会聚到一点，形成实像；而凹透镜使光线经过折射后发散，形成虚像。
这一实验进一步验证了几何光学中的透镜成像原理。
实验五：光的干涉在这个实验中，我们使用了一对狭缝和一束单色光源，观察光的干涉现象。
实验结果显示，当光线通过狭缝后，形成了明暗相间的干涉条纹。
这一结果说明了光的波动性质，进一步支持了光学中的干涉理论。
结论通过以上实验，我们对几何光学的基本原理和现象有了更深入的了解。
光的直线传播、反射定律、折射定律、透镜成像和光的干涉等实验结果都与几何光学的理论相符。
这些实验不仅加深了我们对光学的认识，也为今后的光学研究提供了基础。
展望虽然几何光学提供了对光线传播和反射的简化描述，但它并不能解释光的波动性质和量子效应。
5.几何光学实验教案
光路的调整，通过透镜组演示光学仪器的成像。
教学用具
光具盘、直流稳压电源、圆形光盘、梯形玻璃砖、等腰直角棱镜、半圆柱透镜、大双凸柱透镜、小双凸柱透镜、小双凹柱透镜、凹柱面镜和凸柱面镜、小平面镜、滤色片、带箭头的小棱镜、等边棱镜、带框双凸透镜。
教学方法
教师启发、引导，学生自主阅读、思考，亲自动手实验，
并讨论、交流学习成果。
教
学
过
程
及
内
容
课前布置学生预习本节实验，让学生看书明确实验的各项任务及实验仪器。
1.对本实验全套仪器的学习
布置学生对照仪器看说明书，引导学生注意其重点部分，让学生观察本实验仪器——磁吸附分离式结构，并阅读其使用说明书，全套仪器的结构、各部分的名称、光路原理及使用方法。
指导学生动手练习使用矩形光盘、圆形光盘、平行光源和狭缝板，指导学生把各个光学元件安装在矩形光盘和圆形光盘上，再调整光路找到最佳状态，然后进一步做实验。
2.分别画出一组平行光通过各种透镜组的光路。
3.分别画出以上透镜、面镜和透镜组的成像光路。
课后总结
按实验结果课后总结出各光学仪器的光学性质、用处和工作原理。
2.对光学元件光学性质的学习
根据以前所学的理论知识，引导学生怎样通过实验现象了解各个透镜、面经和棱镜的光学性质及其成像原理。
3.对光学仪器工作原理的学习
通过比较本实验原理和各仪器元件的光路原理来学习生活中常用几何光学仪器近视和远视眼镜、照相机、显微镜和望远镜等的工作原理。
板书
1.分别画出一组平行光通过各透镜和面镜的光路。
几何光学实验研究教案
教学课题
几何光学实验研究教学Fra bibliotek标1．学习光具盘的使用方法。
实验报告-几何光学
测量次数
透镜位置X1(mm)
第一次成像
透镜位置X2(mm)
第二次成像
d=|X2-X1|
(mm)
1
2
3
结果
平均d= mm f=(L2-d2)/4L= mm
3.放大倍数法
测微目镜位置
Xk(mm)
物宽
s(mm)
像宽(mm)
S=z2-z1
放大倍数
Mk= S/s
利用(Xk,Mk)做直线拟和，相关系数r2=
焦距f=
第二部分望远镜组装
光路图（标明元件参数）
放大倍数测量：M=
第三部分（选做）
1．显微镜组装（画处光路图，标明参数）
2．投影机组装（画处光路图，标明参数）
【结论与讨论】
成绩（满分30分）：指导教师签名：日期：
姓名
学号
院系
时间
地点
【实验题目】几何光学综合实验
【实验记录】
第一部分：凸透镜（组）焦距测量
1.自成像法
透镜焦距标称值：________mm
测量次数
透镜到接收屏距离(mm)
X1-X2=Δ
翻转透镜与接收屏，重测距离(mm)
X1-X结果
f=(Δ+Δ’)/2=
2.两次成像法
透镜焦距标称值：________mm
几何光学实验报告
几何光学实验报告实验目的：本实验旨在通过几何光学实验，探究光的反射、折射、色散、干涉等基本现象，加深对光学原理的理解，并通过实验验证光学理论。
实验器材：凸透镜、凹透镜、平凸镜、反射镜、光源、狭缝照明器、光屏、三棱镜、单色光源、白光源、透镜架、光路板等。
实验原理：1.光的反射当光线从一个介质到达另一个介质时，会发生反射。
反射定律表明，入射光线、反射光线和法线三者在同一平面内，且入射角等于反射角。
2.光的折射当光线从一种介质进入另一种介质时，会发生折射。
斯涅尔定律表明，入射角的正弦与折射角的正弦的比值是一个常数，即为介质的折射率。
3.光的色散光的色散是指光的折射率随着波长的变化而变化。
当光通过一个三棱镜时，会发生折射和反射，不同波长的光线会分离出来，形成一条光谱。
4.光的干涉光的干涉是指两束光线相遇时，由于光波的叠加而产生的互相干涉的现象。
干涉现象可以通过双缝干涉实验来观察。
实验步骤：1.反射实验将平凸镜放在光源前方，调整角度，观察反射现象。
2.折射实验将凸透镜或凹透镜放在光源前方，调整角度，观察折射现象。
3.色散实验将单色光源照射到三棱镜上，观察光谱的形成。
4.干涉实验将光源照射到狭缝照明器上，通过双缝干涉实验观察干涉现象。
实验结果：通过实验，我们观察到了光的反射、折射、色散和干涉现象。
在反射实验中，我们发现入射角等于反射角，验证了反射定律。
在折射实验中，我们观察到光线在不同介质中的折射角不同，验证了斯涅尔定律。
在色散实验中，我们观察到光线的色散现象，形成了一条光谱。
在干涉实验中，我们观察到了光的干涉现象，验证了干涉原理。
结论：通过几何光学实验，我们深入了解了光的基本现象，加深了对光学理论的理解。
实验结果验证了光学理论，同时也增强了我们对实验方法和仪器的掌握，为今后的学习和研究打下了基础。
几何光学实验
薄透镜焦距测量实验⼀、实验⽬的：1、通过实验深刻理解薄透镜的成像规律；2、熟悉薄透镜焦距测量的⽅法；3、学习和掌握光学系统调节过程中共轴等⾼的调节技巧、各微调光学仪器的使⽤⽅法；4、拓展研究薄透镜在显微系统、望远系统和幻灯⽚系统中的应⽤原理。
⼆、实验原理：透镜是组成各种光学仪器的基本光学元件，焦距则是透镜的⼀个重要参数。
在不同的使⽤场合往往要选择合适的透镜或透镜组，这就需要测定透镜的焦距。
本实验通过不同的实验⽅法来研究薄透镜的成像规律，并确定其焦距。
1. 薄透镜成像公式当透镜的厚度远⽐其焦距⼩的多时，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：（1）式中U表示物距，V表示像距，f为透镜的焦距，U、V和f均从透镜的光⼼O点算起。
并且规定U恒取正值；当物和像在透镜异侧时，V为正值；在透镜同侧时，V为负值。
对凸透镜f 为正值，对凹透镜f为负值。
2. 凸透镜焦距的测定（1）⾃准法如图1所示，将物A放在凸透镜的前焦⾯上，这时物上任⼀点发出的光束经透镜后成为平⾏光，由平⾯镜反射后再经透镜会聚于透镜的前焦平⾯上，得到⼀个⼤⼩与原物相同的倒⽴实像A´。
此时，物屏到透镜之间的距离就等于透镜的焦距f。
图1 ⾃准法测薄透镜焦距光路图（2）共轭法如图2所示，固定物与像屏的间距为D(D>4f)，当凸透镜在物与像屏之间移动时，像屏上可以成⼀个⼤像和⼀个⼩像，这就是物像共轭。
根据透镜成像公式得知：u 1=v 2 ； u 2=v1（因为透镜的焦距⼀定）若透镜在两次成像时的位移为d ，则从图中可以看出，故 。
由 得： (2)由上式可知只要测出D 和d ，就可计算出焦距f 。
共轭法的优点是把焦距的测量归结为对于可以精确测量的量D 和d 的测量，避免了测量U 和V 时，由于估计透镜光⼼位置不准带来的误差。
3.⾃准法测量凹透镜焦距凹透镜是发散透镜，⽤透镜成像公式测量凹透镜的焦距时，凹透镜成的像为虚象，且虚像的位置在物和凹透镜之间，因⽽⽆法直接测量其焦距，⾃准法来测量。
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实验51 几何光学设计实验
望远镜及显微镜是最常用的助视光学仪器．在物理实验中经常使用的有读数显微镜、测
量望远镜及自准望远镜等．本实验通过实验室给出的各种分立的光学元件，按要求组成望远镜及显微镜，并用组成的聚焦于无穷远的望远镜进行透镜焦距的测定．
【实验目的】
（1） 加深理解薄透镜成像规律．
（2） 了解望远镜和显微镜的基本构造及工作原理． （3） 掌握测量薄透镜焦距的方法．
【实验仪器】
焦距不超过25cm 的凸透镜、凹透镜、发光物屏、物屏、分划板、白屏、光具座（带标尺）、支架等．
【实验提示】
1． 测量凸透镜的焦距
点光源经凸透镜聚焦的光路如图51-1所示，点光源（发光物屏）与白屏的距离为D （D >4f ），当凸透镜在(发光)
物屏与白屏之间移动时，白屏上可以成一个大像和一个小像，这称为物像共轭．y 为点光源（发光物屏）、P 为白屏，L o 为薄凸透镜，若透镜两次成像的位移为d ，根据透镜成像公式，推导共轭法
测透镜焦距的公式，跟据光具座上发光物屏y 、薄凸透镜L o 、白屏P 的标尺示数，求出透镜L o 的焦距．（也可以利用物距像距法测量．） 2．显微镜的工作原理
显微镜是观察微小物体的光学仪
器，其光路如图51-2所示．离物体近的这个透镜叫物镜，其焦距较短；离眼睛近的这个透镜叫目镜，其焦距比物镜稍大．为能对待测物体准确定位，在物镜L o 与目镜L e 之间放入分划板P ，调节目镜L e 与分划板P 的间距，
图51-2 显微镜光路图
图51-1 点光源经凸透镜聚焦光路图
o P
L o ″
o ″
使分划板P上的叉丝处于最清晰的位置．
物屏y放在物镜L o的焦点F o外，通过调节物屏y与物镜L o间距，使物屏y成一放大、倒立的实像y′于分划板P处，观察者经目镜L e观察像y′，将观察到分划板P上的叉丝与一放大、倒立的虚像y″重叠，使微小物体y被放大成y″．改变P与物镜L o间的距离l，可以获得显微镜的不同放大率．
3．开普勒望远镜的工作原理
望远镜、开普勒望远镜和牛顿式望
远镜，开普勒望远镜的光路如图51-3
所示．物镜的焦距较长，目镜的焦
距较短．无穷远处物体发出的光（平
行光）经过物镜L o成实像y′于物镜
L o的焦平面F o处（处于目镜L e的焦
点F e内）．改变物镜L o的位置，使
实像y′与分划板P（经目镜L e观察处于最清晰位置）重合．人眼通过目镜L e看像y″的过程与显微镜的观察过程相同．即人眼通过望远镜观察物体，相当于将远处的物体拉到了近处观察，实质上起到了视角放大的作用．
【设计要求】
1．自组光路，使用共轭法测量各凸透镜焦距．绘出光路图，写出相关公式，记录数据，计算焦距．（提示：如发现透镜焦距过短，可适当缩短发光物屏y、薄凸透镜L o、白屏P的间距，以保证图像清晰）
2．根据你的初测结果，选择二片凸透镜，自组一能把远处物体放大到最大的带分划板望远镜，要求聚焦无限远．利用这个自组的聚焦于无穷远处的望远镜，选择测量另一凸透镜的焦距，并于前面共轭法的测量结果进行比较. 画出光路元件位置图并标记刻度，标出所选的物镜、目镜焦距（或透镜编号），给出物屏与被测物镜的间距，望远镜系统物镜与叉丝的间距，以及叉丝与目镜的间距等相关数据．
3．用自组的聚焦于无穷远的望远镜测量凹透镜焦距，可在上一实验的基础上，将物屏向左移动，将待测凹透镜插在被测透镜与望远镜之间，前后移动凹透镜，直至眼睛通过望远镜看清分划板上的像，且消视差. 即物屏发出的光经一凸透镜与未知凹透镜组合形成平行光，再利用望远镜接收平行光，即眼睛通过望远镜看清分划板上的像．画出光路图，标出相关参数，给出测量凹透镜焦距的计算式，并求出凹透镜的焦距．（注意：由于仪器结构的原因，不要选择焦距过小的凸透镜．）
4．选择二片凸透镜，间距25cm，自组一放大倍数最大的带分划板的显微镜．应该如何选择
凸透镜？画出光路元件位置图并标记刻度，标出所选的物镜、目镜焦距（或透镜编号），
给出物屏与物镜、物镜与叉丝、以及叉丝与目镜的间距分别是多少？
【注意】
本实验要求学生做好课前预习，教师基本不做讲解，要求学生当场完成实验测量、记录、计算、绘图、完成报告，并当堂提交实验报告！！（提醒同学们提前设计好实验方案，绘制简化的光路图及数据表格，实验中直接在表格内填入数据，并给出实验结果．）
【思考题】
（1）判断透镜的凸凹（不许用手摸），写出判断方法及结果．
（2）使用共轭法测量凸透镜焦距时，发光屏与白板间距有何要求？改变凸透镜位置，能在白屏上找到几个物象？
（3）用自组聚焦无限远望远镜观察距离有限远的物体，应如何调整物镜？
（4）自组望远镜时，为把远处物体放大到最大，选择物镜和目镜的原则是什么？如果互换物镜和目镜位置，会有什么现象？
（5）自组显微镜时，选择物镜和目镜的原则是什么？互换物镜和目镜位置，会有什么现象？
前面5道题为必答题，以下4道题供思考和选作
（6）图51-3中，在目镜Le选定的情况下，Le与像y′的距离由什么因素决定？
（7）用1#凸透镜观察物屏时，如果发现物屏纵向的红刻度与横向的黑刻度清晰的位置不一致，是什么原因？如何验证？
（8）望远镜有几种？说出它们的优缺点，凹透镜在现代望远镜中的作用是什么？
（9）电子显微镜比光学显微镜放大倍数大的原因是什么？
【参考文献】
1．孙晶华主编. 物理实验教程．北京：国防工业出版社，2009.
2．孙维民主编. 物理实验教程．北京：科学出版社，2011.
3．张志东主编. 大学物理实验．北京：科学出版社，2007.
4．李平舟主编. 大学物理实验．西安：西安电子科技大学出版社，2002.
(秦颖王茂仁)。