1-06 薄透镜
《工程光学》实验一 焦距的测量
(1-4)
可见,只要在光具座上确定物屏、像屏以及透镜二次成像时其滑座边缘所在 位置,就可准确求出焦距 f '。这种方法不需要考虑透镜本身的厚度,测量误差 可达到 1%。 位移法测量凸透镜的焦距的方法也称为共轭法、 二次成像法或贝塞尔物像交 换法。 2、凹透镜焦距的测定 凹透镜是发散透镜,不能直接成像。所以要测量凹透镜的焦距,必须借助于 凸透镜来实现。具体测量方法主要有成像法和自准法两种。 (1)成像法 成像法又称物距-相距法,如图 1-4 所示,先使物 AB 发出的光经凸透镜 L1 后形成一缩小倒立的实像 A′B′,然后在 L1 和 A′B′之间放入待测凹透镜 L2,如果 s2 <f 凹,就能使虚物凹 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(1-2)即可求出 L2 的像方焦距 f 2′。
图 1-6 共轴调节原理示意图
细调: 如图 1-6(A)所示, 使 D > 4( f f 为透镜的焦距) , 然后固定物屏和像屏。 将凸透镜沿光轴移到 O1 或 O2 位置都能在屏上成像, 一次成大像 A1B1 , 一次成 小像 A2B2。物点 A 位于光轴上,则两次像的 A1 和 A2 点都在光轴上而且重合。 如果物点 A 不在透镜的主光轴上,则两次像的 A1 和 A2 点不重合,若观察到大 像的 A1 点在小像 A2 的下面,如图 1-6(B)所示,可以看出物点 A 在光轴之上,这 时应升高透镜,反之则应降低透镜。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 A1 和 A2 重合,即说明点 A 已调到透镜的主光轴 上了。 2、自准法测凸透镜焦距 (1)按图 1-2 所示放置光源、物屏、凸透镜和平面镜。固定物屏,记录物 屏的位置 XAB(位置的记录是针对于在光具座上开展实验而言,但如果是在光学 平台上开展实验,则位置要学生用钢尺来确定。本书中此后再提到有关这类位置 的记录,如果是在光学平台上开展实验,都要求学生用钢尺来确定光学元件的位 置) 。 (2)移动凸透镜 L,由于成像清晰度的判定会有一定的误差,为减少此误 差,可采用左右逼近法读数,测定凸透镜位置。即从左至右移动凸透镜,在物屏 上刚看到与物大小相同的清晰倒像时,记录此时凸透镜的位置 XL;再从右至左 移动凸透镜,在物屏上刚看到与物大小相同的清晰倒像时,记录此时凸透镜的位 置 XL'(表 1-1 所示是本书给出的一种关于自准法测凸透镜焦距实验记录的参考 表格,实验中,学生要根据实验测量的要求自己设计实验记录表格) 。 (3) 取两次读数的平均值(XL+ XL')/2, 求该透镜的焦距 f X AB 实验要求重复 3 次,求出焦距的平均值 f 及其不确定度。 表 1-1 自准法测凸透镜焦距实验记录参考表格 XAB= 实验测量次数 凸透镜位置 (mm) f(mm) XL 1 XL' XL 2 XL' XL 3 XL' mm f (mm)
傅里叶光学第4章-透镜的位相调制和傅里叶变换性质课件
其中,
tl
x,
y
exp
j
k 2f
x2 y2
P
x,
y
exp
j
k 2f
x2 y2
表示透镜对入射波前的位相调制;
P x, y 表示透镜对于入射波前大小范围的限制。
2、透镜的傅里叶变换性质
✓ 回顾一下:利用透镜实现夫琅和费衍射,可以在透镜的焦平面上得到 入射场的空间频谱,即实现傅里叶变换的运算。
下面具体分析一下厚度函数(x,y)和透镜主要结构参数(构成透镜的两个球 面的曲率半径R1和R2)之间的关系。
x, y 1 x, y 2 x, y
将透镜一剖为二
x2 y2
1 R12
1
x2 y2 2R12
1
x,
y
01
R1
R12
x2 y2
01
R1
1
1
x2 y2
U f
xf , yf
Af jd
2
exp
j
k 2d
xf 2 yf 2
•T
xf d
,
yf d
对应的强度分布为
I f
xf , yf
Af d 2
2
T
xf d
,
yf d
2
2、透镜的傅里叶变换性质
总结一下:
✓ 在单色平面波照明下,无论物体位于透镜前方、后方还是紧靠透镜, 在透镜的后焦面上都可以得到物体的功率谱;对于这样的照明方式,透 镜后焦面常称为傅里叶变换平面或(空间)频谱面。
2、透镜的傅里叶变换性质
✓ 如果d=f,物体在透镜前 焦面,二次位相弯曲消失, 后焦面的光场分布是物体准 确的傅里叶变换。
✓ 如果d=0,物体在透镜前端面, 由于变换式前的二次位相因子, 使物体的频谱也产生一个位相 弯曲。
初中物理《透镜》学历案
八年级物理上册第四章第1学历案资源与建议了解人类探索太阳系及宇宙的历程,知道对宇宙的探索将不断深入,关注探索宇宙的一些重大活动。
课前准备1.凸面镜对光有__________作用,凹面镜对光有__________作用。
2.光从空气射入其他介质中时,折射光线__________法线、折射角__________入射角,折射光路是__________的。
一、【导入环节】展示带有透镜的物品,如:照相机,投影仪,近视镜,老花镜等设计意图:让知识贴近生活。
同时也体现物理教学理念,从生活走向物理,从物理走向社会,让学生体会物理知识贯穿于我们生活的方方面面,还能激发学生的学习兴趣和探知欲。
环节一:凸透镜和凹透镜(指向学习目标1)自主学习:小组合作探究两种透镜的外观特点活动1:看一看,摸一摸桌面上的各个透镜试着将其分类。
一类透镜其特点是中间______(填“厚”或“薄”),边缘______(填“厚”或“薄”),我们把这样的透镜称为凸透镜。
一类透镜其特点是中间______(填“厚”或“薄”),边缘______(填“厚”或“薄”),我们把这样的透镜称为凹透镜。
活动2:观察我们的眼镜是哪一类的。
小结:远视镜是____________的______镜。
近视镜是____________的______镜。
活动3:通过自学课本83页内容,认识主光轴和光心主光轴:两个球面球心的直线。
光心:主光轴上有个特殊的点,通过这个点的光传播方向不变。
【评价任务1】课中测1.下列各透镜中属于凸透镜的有_____________,属于凹透镜的有____________。
环节二:透镜对光的作用。
(指向学习目标2)光线通过透镜后的折射光线比入射光线更靠近主光轴,我们就说光线会聚了。
光线通过透镜后折射光线比入射光线更远离主光轴了,我们就说光线发散了。
凸透镜对光线有________作用。
所以又叫______透镜。
凹透镜对光线有________作用。
所以又叫______透镜。
薄透镜焦距的测定
薄透镜焦距的测定透镜是光学{兑器中最基本的元件,掌握透镜的成像规律,对于了解光学仪器的原理和正确使用是很有益的。
焦距则是透镜的一个重要的参数。
不论是单个透镜还是透镜组,不论是较简单的应用,还是复杂的应用都有测定焦距的问题。
这里介绍两种测焦距的常用方法。
学会测量透镜焦距,掌握透镜的成象规律,将有助于我们了解各种光学仪器的功能和原理。
I.成像公式法透镜是重要的光学元件C目的〕电ij冉、注ajsk1、掌握光路调整的基本方法。
2、2、用共辄法、自准法测量凸透镜焦距,用自准法、物距、像距法测量凹透镜焦距。
3、加深对凸透镜成像规律的感性认识。
〔仪器〕光具座,凸透镜,凹透镜,光源,屏,平面反射镜等〔原理〕,i1、共辄法测西透镜焦距薄透镜的近轴光线成像公式为,SS'1+1-l f-.一一一〈21-1〉sr-f'J-,s+S'显然,只要测出物距S和像距SF,便可计算出透镜焦距f。
但由于透镜光心位置难于准确确定,误差较大。
消除这一系统误差的方法之一就是利用共辄法,亦称两次成像法,由凸透镜成像规律可知,如果物屏与像屏的相对位置D保持不变,而且D>4f,则在物屏与像屏间移动透镜,可得两次成像。
当透镜移至L1处,屏上得到一个倒立放大实像AFB f$移至Lz处,屏上得到一个倒立缩小实像Aev,光路如图20-1所示。
由图可知,透镜在Ll处,台$i i i i-i is;+31'=7,只+EZE77才(豆1-2)透镜在Lz灶,有s《1.1工斗1vSL+否广7,瓦百+D二S1427JJ&〈21-3〉解上两式,简化得24-DLdz〈21-4〉?r--ZD一所以测得D和d,就可以算得凸透镜焦距f。
但必须满足D>4f的条件,否则像屏上不可能有两次成像。
这种方法不需要确切知道透镜光心在什么位置,只要保证在两次成像过程中,确定透镜位置的标线和透镜光心之间的偏离保持恒定。
2、自准法测凸、凹透镜焦距如图21一2所示,光源So置于透镜焦点川处,发出的光经过透镜后成为平行光,若在透镜后面放一块与透镜主光轴垂直的平面镜EM,平行光射于M 并沿原路反射回来,仍会聚于So上,即光源与光源的像都在透镜的焦点F处,透镜的光心。
薄透镜焦距的测量实验报告
f为凸透镜焦距,对f求解,并以坐标代入则有
xl xo xi xl f=
xi xo
(xo<xL<xi)
xo和xL取值不变(取整数),xi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
3.位移法测量薄凸透镜的焦距
物坐标 x0 = 91.2
(mm)
测
量 左逼近 次 读数 数
透镜第一位置XL1 (mm) 右逼近读数
像坐标 xi = 769.0
(mm)
透镜第二位置XL2 (mm)
平均读 左逼近 右逼 平均读
数
读数 近读
数
数
1 290.1
320.8
305.45 520.3 549.2 534.75
xi(mm) 857.2
858.5
859.5
860.5
860.5
右逼近读数 x〃i (mm)
xi
1 2
( xi
xi)
(mm)
902.1 879.7
888.0 873.3
883.2 871.4
876.5 868.2
873.0 866.8
测量结果用不确定度表示:
2 295.3
2.物距——像距法测凸透镜焦距 如图2布置光路,固定物和透镜的位置,使它们之间的距离约为焦距的 2 倍;移动像屏 使成像清晰; 调透镜的高度,使物和像的中点等高;左右调节透镜和物屏,使物与像中点连
线与光具座的轴线平行;用左右逼近法确定成理想像时,读像屏的坐标。重复测量 5 次。 3.用位移法进行共轴调节
透镜不改变光程差的理解
透镜不改变光程差的理解一、什么是光程差光程差(Optical Path Difference,OPD)指的是两束光线在传播过程中所经历的路程差异。
在光学系统中,由于折射和反射的影响,不同位置处的光线所经过的路径长度不同,因此会产生光程差。
二、透镜对光程差的影响透镜作为一种常见的光学元件,在图像形成中起到了重要作用。
然而,透镜对于光程差也有一定的影响。
1. 透镜引入相位延迟当平行于主轴入射的平面波通过透镜后,由于介质折射率不同导致波长变化,从而引入了相位延迟。
这种相位延迟可以表示为:Φ = 2π(n-1)t/λ其中n为介质折射率,t为透镜厚度,λ为波长。
2. 透镜改变波前形状由于透镜具有曲面形状,在通过透镜后平行于主轴入射的平面波会发生弯曲。
这种弯曲会导致波前形状发生改变,从而影响图像质量。
三、透镜不改变光程差的原理虽然透镜对于光程差有一定的影响,但是在某些情况下,透镜并不会改变光程差。
1. 透镜厚度相等的两个面如果透镜厚度相等的两个面都是平行于主轴的,则通过透镜的平面波在两个界面上所经过的距离相等,因此不会产生光程差。
2. 特定位置处入射当平行于主轴入射的平面波恰好经过透镜中心时,由于对称性,右侧和左侧所经过路径长度相等,因此也不会产生光程差。
3. 透镜为薄透镜当透镜厚度非常薄时,可以近似认为通过透镜前后的路径长度相等,因此也不会产生光程差。
这种情况下可以使用薄透镜公式进行计算。
四、结论综上所述,在某些情况下,透镜并不会改变光程差。
这种情况下可以近似认为通过透镜前后的路径长度相等。
但是在大多数情况下,由于介质折射率不同和透镜曲面形状的影响,透镜会对光程差产生影响。
因此,在光学系统设计中需要考虑透镜对于光程差的影响。
初二物理知识点人教版(通用11篇)
初二物理知识点人教版(通用11篇)初二物理知识点人教版第1篇一、光的折射1、定义:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向一般会发生变化;这种现象叫光的折射现象。
2、光的折射定律:三线同面,法线居中,空气中角大,光路可逆⑴折射光线,入射光线和法线在同一平面内。
⑵折射光线和入射光线分居与法线两侧。
⑶光从空气斜射入水或其他介质中时,折射角小于入射角,属于近法线折射。
光从水中或其他介质斜射入空气中时,折射角大于入射角,属于远法线折射。
光从空气垂直射入(或其他介质射出),折射角=入射角=0度。
3、应用:从空气看水中的物体,或从水中看空气中的物体看到的是物体的虚像,看到的位置比实际位置高☆池水看起来比实际的浅是因为光从水中斜射向空气中时发生折射,折射角大于入射角。
☆蓝天白云在湖中形成倒影,水中鱼儿在“云中”自由穿行。
这里我们看到的水中的白云是由光的反射而形成的虚像,看到的鱼儿是由是由光的折射而形成的虚像。
二、透镜1、名词:薄透镜:透镜的厚度远小于球面的半径。
主光轴:通过两个球面球心的直线。
光心:(O)即薄透镜的中心。
性质:通过光心的光线传播方向不改变。
焦点(F):凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点,这个点叫焦点。
焦距(f):焦点到凸透镜光心的距离。
2、典型光路3、填表:三、凸透镜成像规律及其应用1、实验:实验时点燃蜡烛,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度,目的是:使烛焰的像成在光屏中央。
若在实验时,无论怎样移动光屏,在光屏都得不到像,可能得原因有:①蜡烛在焦点以内;②烛焰在焦点上③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度;④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距,成像在很远的地方,光具座的光屏无法移到该位置。
2、实验结论:(凸透镜成像规律)F分虚实,2f大小,实倒虚正,物距像的性质像距应用倒、正放、缩虚、实u>2f倒立缩小实像ff2f幻灯机uu放大镜3、对规律的进一步认识:⑴u=f是成实像和虚象,正立像和倒立像,像物同侧和异侧的分界点。
球面折射成像公式
球面折射成像公式描述了当光线通过球面界面时形成的折射成像情况。
公式如下:
1/f = (n - 1)(1/R1 - 1/R2),其中f是球面镜的焦距,n是介质的折射率,R1和R2是球面镜的半径。
这个公式基于薄透镜假设,并假设光线在球面附近以近似平行线的形式传播。
公式的推导基于斯涅尔定律(也称为折射定律),根据光线在界面上的折射行为进行推导得出。
通过球面折射成像公式,可以计算出在球面界面上的物体和像的位置关系,以及物体和像的大小关系。
但需要注意,此公式只适用于薄球面透镜的情况,且在一些特殊情况下,如超过球面的临界角度或光线非近似平行的情况下,该公式的适用性可能有限,需要考虑其他因素。
测量薄透镜焦距中存在的问题及解决办法
测量薄透镜焦距中存在的问题及解决办法摘要】光学仪器种类繁多,而透镜是光学仪器中最基本的元件,反映透镜特性的一个重要特点是焦距,在不同的使用场合,由于使用目的不同,需要选择不同焦距的透镜或透镜组,就要测定透镜的焦距,针对测量薄透镜实验中存在的问题进行了细致的分析和讨论,并给出了解决建议。
【关键词】透镜焦距问题办法中图分类号:G633.6 文献标识码:A 文章编号:ISSN1672-2051 (2018)06-025-03一、透镜测焦实验中调节同轴等高的简便方法在光学实验中,光学元件同轴等高的调节是实验上必不可少的一个重要环节,透镜同轴等高的调节通常应用透镜成像的共轭原理进行,也就是采用"大像追小像"的方法。
这种方法操作比较复杂,并且不能检测透镜主平面是否与导轨垂直。
现在就介绍一种准确,快速,简便的调节方法如下:由于入射光的能量经过透镜时有90%以上的能量是透射,而只在大约4%左右的能量被界面所反射。
所以,可知在物屏上所成较暗的像,为凸透镜后表面对物光反射所形成的凸透镜的后表面。
对于物相当于凹面镜,而凹面镜的反向光成像是由透镜的前表面折射,后表面反射再经过前表面折射而成,就形成凸透镜的反射成像。
实验光路如图1,物AB经凸透镜前表面折射,后表面反射以及前表面再次折射后,在物屏上成像于A'B'。
当透镜翻转180°。
后表面面向物AB时,此时沿光具座导轨方向前后平移透镜,同样在物屏上呈现一个与原物AB大小相等,方向相反的像。
根据这一现象。
首先,你们在物AB上任选取一点为基准点。
调节透镜使前表面面向物时所得像上的对应点与物上所选取的基准点重合。
然后再调整后表面面向物时所得像上对应的点同样与同一基准点重合。
这样,透镜在上述两种位置时,物屏上所得像生合并且像上的对应点均与物上所选取基准点重合。
那么此时的透镜处于同轴等高状态。
对于多个透镜组成的光路,采用这种调节方法更能体现出它的优越性。
为使多个透镜组成的光路中各透镜主光轴重合,可用上述方法分别调节透镜。
物理计算的常用公式与技巧
物理计算的常用公式与技巧物理学是一门研究物质、能量与它们之间相互作用的科学。
在物理学的学习与研究中,计算是不可或缺的一部分。
通过运用适当的公式和技巧,我们可以更好地理解与解释物理现象。
本文将介绍一些常用的物理计算公式与技巧,帮助读者更好地应对物理计算问题。
一、运动学公式运动学是物理学的一个重要分支,研究物体的运动状态与运动规律。
在运动学中,常用的公式包括位移公式、速度公式和加速度公式。
1. 位移公式:位移是物体从一个位置到另一个位置的变化量。
位移公式可以表示为:Δx = v0t + 1/2at^2,其中Δx表示位移,v0表示初始速度,t表示时间,a表示加速度。
2. 速度公式:速度是物体在单位时间内所经过的位移。
速度公式可以表示为:v = Δx / t,其中v表示速度,Δx表示位移,t表示时间。
3. 加速度公式:加速度是物体在单位时间内速度的变化量。
加速度公式可以表示为:a = (v - v0) / t,其中a表示加速度,v表示末速度,v0表示初始速度,t表示时间。
二、力学公式力学是物理学的一个重要分支,研究物体的运动与受力关系。
在力学中,常用的公式包括牛顿第二定律和万有引力定律。
1. 牛顿第二定律:牛顿第二定律描述了物体的加速度与作用力之间的关系。
牛顿第二定律可以表示为:F = ma,其中F表示作用力,m表示物体的质量,a表示物体的加速度。
2. 万有引力定律:万有引力定律描述了两个物体之间的引力与它们的质量和距离之间的关系。
万有引力定律可以表示为:F = G * (m1 * m2) / r^2,其中F表示引力,G表示万有引力常数,m1和m2表示两个物体的质量,r表示它们之间的距离。
三、能量与功公式能量与功是物理学中的重要概念,描述了物体在运动中的能量转化与能量守恒的关系。
在能量与功的计算中,常用的公式包括动能公式、势能公式和功的计算公式。
1. 动能公式:动能是物体由于运动而具有的能量。
动能公式可以表示为:K =1/2mv^2,其中K表示动能,m表示物体的质量,v表示物体的速度。
物距与像距关系及成像应用
物距与像距关系及成像应用物距与像距的关系可以通过光学成像原理来解释。
根据光的传播规律,当光线从空气中穿过透镜并焦距到达成像平面时,物体与光学中心之间的距离被称为物距(P);而成像平面上的像与光学中心之间的距离则被称为像距(Q)。
这两者之间存在着一定的关系。
根据光学成像原理,可以得出物距与像距的关系式为:1/P + 1/Q = 1/f,其中f是透镜的焦距。
这个关系式被称为透镜的薄透镜公式。
根据薄透镜公式,可以推导出物距和像距之间的具体关系。
当物距为无穷大时,也就是物体离透镜很远的时候,可以认为入射光线是平行的。
根据薄透镜公式可以得知,当物距为无穷大时,像距等于焦距。
当物距为有限的正值时,也就是物体离透镜较近的时候,入射光线会发生折射,成为焦距为f的凸透镜,根据薄透镜公式可以得出,当物距为有限的正值时,像距为正值,也就是实像。
实像的特点是可以在成像平面上投影出来。
当物距为有限的负值时,也就是物体在凸透镜的同侧时,入射光线会发生折射,成为焦距为f的凹透镜,根据薄透镜公式可以得出,当物距为有限的负值时,像距为负值,也就是虚像。
由于虚像无法落在成像平面上,所以无法在成像平面上投影出来,只能通过观察透镜的另一侧来观察到。
物距与像距的关系是光学成像原理的基础,也是许多光学成像应用的基础。
光学成像是一项重要的实践应用,广泛应用于各个领域。
以下将介绍一些与成像应用相关的例子:1. 相机与摄影:相机利用透镜将入射光线聚焦到成像平面上,形成清晰的图像。
通过调整物距和透镜的焦距,可以实现变焦、对焦等功能,从而得到各种不同的拍摄效果。
2. 显微镜:显微镜利用透镜组将被观察物体放大,使得人眼可以清晰地观察到微小的结构和细节。
物距和透镜的焦距的调节可以控制放大倍数和焦深,从而满足不同的观察需求。
3. 望远镜与双筒望远镜:望远镜利用透镜或反射镜将远处的物体聚焦到成像平面上,使得人眼可以观察到无法直接观察到的星体、天文现象等。
通过调节物距和透镜组的结构,可以实现不同的观测距离和放大倍数。
通关03 透镜-备战2024年中考物理抢分秘籍(全国通用)(原卷版)
秘籍03 透镜知识点1:透镜【典例探究1】作出经透镜折射后的光线。
【解题思路】解题口诀“一箭穿心,焦点与平行共存”。
在利用凸透镜和凹透镜的三条特殊光线作图时,两种透镜的三条特殊光线都可以总结成:一箭穿心,焦点与平行共存。
凸透镜三条特殊光线:过光心的光线经凸透镜后传播方向不改变;平行主光轴的光线经过凸透镜后经过焦点;经过凸透镜焦点的光线经凸透镜后平行于主光轴。
凹透镜三条特殊光线:过光心的光线经凹透镜后传播方向不改变;平行于主光轴光线经凹透镜后向外发散,但其反向延长线必过虚焦点;射向异侧虚焦点的光线经凹透镜后平行于主光轴。
【答案】见解析【解析】一箭穿心,焦点与平行共存,故作图如图所示:【典例探究2】小明将水滴滴在透明玻璃纸上,透过水滴观察报纸上的字,发现变大了,这个水滴相当于一个凸透镜。
如图甲所示,通过“嫦娥一号”把它带到太空中,水滴由于不受重力,会变得如图乙所示,则在太空中,该水滴透镜()A.焦距不变B.焦距会变长C.对光线偏折能力增强D.对光线偏折能力减弱【解题思路】解题口诀“胖子脚短折光强”。
焦距改变类问题,当题目出现“水透镜”或者是“变化透镜”等字样,我们可以分析出,透镜注水,透镜更厚,所以折光能力更强,焦距更短。
但同学们记忆成本较高,所以总结一句口诀“胖子脚短折光强”:也就是越厚的透镜,焦距越短,折光越强。
【答案】C【解析】由大招“胖子脚短折光强”可以判断:从甲图到乙图,变“胖”,焦距变短,折光能力变强;故答案为C。
知识点2:凸透镜成像规律【典例探究1】如图所示,蜡烛在光屏上成清晰的像,凸透镜焦距为18 cm。
下列说法正确的是()A.所成的像是虚像B.所成的像是倒立、放大的C.蜡烛向左移动所成的像变大D.照相机是利用这一成像原理制成的。
【解题思路】解题口诀““8”字模型”。
凸透镜成像规律可以背口诀,可以看光路,其实还有更好的方法。
如图标好不同区域的数字之后有,如下规律:物体位置和实像的位置序号之和等于8。
光学实验自测题
实验一薄透镜焦距测定05-06-21.下面哪项实验结果可能是对凹透镜焦距测定数据正确的表示2.光学实验中常把各种光学元件组合成光学系统调整到各元件主轴等高和共轴,一般细调使用的方法可以称为:大像追小像3.,4.,对于像距,应取正值;5.薄透镜焦距测量实验要求成像必须尽可能清晰,以下哪项不是清晰像的判据:成像大6.在实验中常把各种光学元件组合成光学系统,按照一般光学光路通用调节方法,首要任务是调整好各元件主轴的等高和共轴;调节分两步:一般先粗调,后微调;7.薄透镜焦距测定中用到低压汞灯,汞灯属于气体放电光源,发出复合光;使用时需要启动预热,断电后需要冷却;8.透镜成像的高斯公式中各物理量的符号法则是:距离自参考点薄透镜光心量起,与光线行进方向一致时为正,反之为负;9.薄凸透镜焦距测定主要的三种方法有:物距像距法,大像小像二次成像共轭法法,自准直法;10.远方物体经过透镜成像的像距为什么可以视为焦距参考答案根据高斯公式成像公式,物距为无穷远,代入得焦距等于像距;11.用自准直法测量凸透镜焦距时,透镜光心偏离底座中心坐标时,应如何解决参考答案由于透镜的光心不一定在底座刻线的平面内,所测结果可能偏大或偏小,要消除这一系统误差,可将透镜反转180度,再测量一次,然后取其平均值;12.不同物距的物体经过凸透镜成像时,像的清晰区大小是否相同参考答案不相同,原因有二:一是不同区间的物成像区间范围不相同,二是由于近轴光线条件不能满足,致使存在色像差;13.在等高共轴调节中可以小像追大像吗参考答案不可以,越调越远14.测量薄凹透镜焦距主要有哪些方法参考答案 1虚物成实像法;2有平面镜辅助确定虚像位置法;15.光学系统的等高共轴调节方法是什么参考答案关键词:粗调细调二次成像法,大像追小像16.测透镜焦距时存在误差的主要原因有哪些参考答案 1等高共轴调节不好;2成像清晰范围找得不准;3由于物屏所放位置不能测量或者倾斜没有进行修正;实验二光的等厚干涉及应用05-06-21.以下哪项,是对读数显微镜的错误操作:BA.旋转调焦手轮时,要由下向上移动镜筒;B.转动测微鼓轮,让十字叉丝垂线和各目标对准;若移动叉丝超过了目标环数时,可以倒退回去,直接将移动叉丝移动到目标环,继续测量;C.调节目镜进行视度调节,使叉丝清晰D.读数为主尺和测微手轮的读数之和,读法与测量原理与螺旋测微器相似;2.劈尖干涉中任意相邻的两条干涉条纹所对应的空气劈尖厚度差为:半个波长3.4.5.6.因此称为等厚干涉行单色光垂直照射到牛顿环上,在空气层下表面反射时会产生半波损失;7.钠灯是最常用的单色光源,放出两条强谱线,波长为和,通常称为钠双线,因两条谱线很接近,通常取其平均值作为该单色光源的波长;使用时需要启动预热,断电后需要冷却;8.牛顿环实验用读数显微镜来测量直径,当十字叉丝的纵线与条纹直径相切时,进行读数读数为主尺和测微手轮的读数之和;读数标尺上为0-50mm刻线,每一格的值为1mm,读数鼓轮圆周等分为100格,鼓轮转动一周,标尺就移动一格,所以鼓轮上每一格的值为;为了避免回程误差,应采用单方向移动测量;9.牛顿环干涉图样,在反射方向观察时,将看到一组以接触点为中心的亮暗相间的圆环形干涉条纹,而且中心是一暗斑,如何在透射方向观察,则看到的干涉条纹与反射光的干涉环纹的光强分布恰成互补,中心是亮斑;10.当一曲率半径很大的平凸透镜的凸面与一平玻璃板相接触时,在透镜的凸面与平玻璃板之间形成一空气薄膜,薄膜中心处的厚度为零_,愈向边缘愈厚,离接触点等距离的地方,空气膜的厚度相同;我们把他安装在金属框架中构成的装置称为牛顿环;11.光的干涉条件是什么什么是等厚干涉附加光程差产生的条件是什么参考答案当频率相同、振动方向相同、相位差恒定的两束简谐光波相遇时,在光波重叠区域,某些点合成光强大于分光强之和,某些点合成光强小于分光强之和,合成光波的光强在空间形成强弱相间的稳定分布,这种现象称为光的干涉;当频率相同、振动方向相同、相位差恒定即为光的干涉条件;当一束单色光入射到透明薄膜上时,通过薄膜上下表面依次反射而产生两束相干光;如果这两束反射光相遇时的光程差仅取决于薄膜厚度,则同一级干涉条纹对应的薄膜厚度相等,这就是所谓的等厚干涉;当光从光疏介质向光密介质传播时,在介质反射表面有相位的突变,对应有半波损失,即二分之一波长的附加光程差;12.说出你所知道的测量微小长度的方法;参考答案①迈克尔逊干涉仪把一束激光分成两束,经过平面镜分别反射,再干涉,形成干涉环,如果有材料的长度的变化,反映出光程差的变化,这样,原来干涉相消的位置可能就会干涉相长,看起来就像环溢出或者收回,通过数干涉环溢出或者收回的个数,就可以计算长度变化的多少;②用测微目镜测量微小长度;③用光杠杆放大镜原理测量微小长度化;④用劈尖干涉测量微小长度;13.在测量牛顿环干涉各环的直径时,若叉丝交点不是准确地通过圆环的中心,因而测量的是弦长而非真正的直径;这对实验结果是否有影响试证明之;参考答案以弦长代替直径,对测量结果没有影响;证明略;14.实验中如何避免读数显微镜存在的回程差使用读数显微镜进行测量时,为什么读数显微镜镜筒必须自下而上移动参考答案使用读数显微镜进行测量时,手轮必须向一个方向旋转,中途不可倒退,来避免读数显微镜存在的回程差;避免让镜筒与牛顿环装置碰撞、挤压,损坏读数显微镜的物镜;15.为什么说显微镜测量的是牛顿环的直径,而不是显微镜内被放大了的直径若改变显微镜的放大倍率,是否影响测量的结果;参考答案显微镜只是放大了牛顿环的干涉图样便于观测,但是读数显微镜的标尺并未放大,标尺移动的距离反应的是各环实际的位置坐标;如果改变显微镜的放大倍率,显然不影响测量的结果;16.如何观察到透射光产生的干涉条纹反射光的干涉条纹和透射光的干涉条纹有什么特点参考答案调整光路让入射光线从读数显微镜的反光镜10入射进入牛顿环,即可从目镜中观察到透射光产生的干涉条纹;但由于透射光没有半波损失,形成的是中心为亮斑的明暗相间的同心圆环,与反射光的干涉条纹明暗互补;实验三分光计的使用及透射光栅测入射光波长05-06-21.分光计设计了两个角游标是为了消除偏心差2.用自准直法调整分光仪的望远镜工作状态时,若从望远镜的视场中所看到的三棱镜的两个面的反射十字像如下图所示,其中表明望远镜的工作状态刚好调好的是: 十字像在测量用十字叉丝处3.,欲使屏幕上出现更高级次的主极大,4.分光计实验时必须调整分光仪,,左右观察叉丝与“+”字反射像无视差时,就可以说5.,不要用手接触光栅表面,以免损坏镀膜;6.分光计主刻度盘分度值是°,游标上有30个分格,期测量精度为1分,记录数据时,必须同时读取两个游标的读数,目的是为了消除度盘的刻度中心和仪器转动轴之间的偏心差;7.光栅可分为用于透射光衍射的透射光栅和用于反射光衍射的反射光栅两类;8.分光计的结构主要由底座、自准直望远镜、准直管管、载物平台、刻度圆盘五部分组成;9.采用逐次逼近各半方法调节望远镜光轴与分光计中心轴垂直,即将观察面调成水平;10.使用汞灯的注意事项有哪些答案: 需要预热和冷却;不要频繁启闭;不可直视;11.当平行光管的狭缝过宽或过窄时,将会出现什么现象为什么参考答案当狭缝过宽时,衍射条纹将变粗,相互靠近的条纹无法分开,在测量时难以确定条纹的中心位置;当狭缝过窄,将看不见衍射条纹,因而无法测量;12.光栅分光与棱镜分光有什么不同参考答案光栅分光是利用衍射现象,而棱镜分光则是利用色散现象;光栅光谱有不同级次之分,而棱镜光谱只有一级;在同一级光栅光谱中波长小的光线偏折角度小,而在棱镜光谱中波长小的光线偏折角度大;13.分光计调节要求是什么参考答案分光计的调节要达到三个要求:1望远镜能接收平行光;2平行光管能发出平行光;3望远镜的光轴和平行光管的光轴与仪器的主轴垂直;载物台与仪器的主轴垂直;14.分光计主要由几部分组成各自作用是什么参考答案 1分光计主要由底座、平行光管、载物台、望远镜和刻度盘五个部分组成;2底座上承载着其它四个部分,其中载物台、望远镜和刻度盘都可绕底座上的主轴转动;平行光管用来产生平行光;载物台用来放置被测样品;望远镜用来接收平行光;刻度盘与游标盘配合用来读取数据;15.怎样消除刻度盘的偏心差参考答案采用两个相差180°的窗口读数,取其算术平均值即可消除刻度盘的偏心差;16.用公式dsinθ=kλ测光波波长应保证什么条件实验中如何检查条件是否满足参考答案用此公式测光波波长应保证:平行光垂直照射在光栅上;实验中通过检查0级谱线和光栅面反射的绿十字像的位置检查条件是否满足;0级谱线应与竖叉丝重合,且被测量用中叉丝的水平叉丝平分;光栅面反射的绿十字像应与调整叉丝上叉丝重合;实验四三棱镜玻璃折射率的测定05-06-21.通常对于正常色散材料红光与紫光哪个偏折大紫光2.自准直法测三棱镜顶角实验中,分光计哪个部件的调整对本实验无影响平行光管3.实验中使用的分光计主刻度盘分度值是度 ,游标盘分度值是 1分4.如果观察不到三棱镜的分光光谱,可能的原因是入射光的入射角度的问题;T5.用辅助单面平面镜即可将望远镜光轴调成与中心转轴垂直;F6.待测棱镜在载物平台上的放置方法对于光路调节没有一点儿影响;F7.分光计调节方法是先粗调再细调;T8.测出三棱镜顶角和对某一单色光的最小偏向角,就可以计算出三棱镜玻璃对该波长的单色光的折射率;9.光学材料的折射率 n 随波长λ 而变化的现象称为色散;10.分光计是用来测量角度的仪器,其最小分度值是1分;按调节要求,应将读值平面、观察平面、待测光路平面,此三个平面调节成相互平行,否则,测量得角度将与实际角度有些差异,即引入系统误差;11.分光计实际调节使得读数平面、待测光路平面和观察平面这三个平面共面;12.三棱镜棱镜角的测量可以采用棱脊分束法或自准直法;13.测量前分光计的调整要达到哪四点要求参考答案 1 目测粗调2 望远镜接收平行光3 平行光管射出平行光4 平行光管和望远镜光轴等高,且与分光计中心轴垂直14.分光计的双游标读数与游标卡尺的读数有何异同点参考答案分光计的双游标读数与游标卡尺的读数在读数方法上完全一致,所不同的是:游标卡尺的读数直接就是测量的结果,但分光计的双游标读数则不然;首先,从分光计游标上读取的数据只是代表某一光线或某一直线的空间方位角,而非测量结果—某一光线或某直线的转角、或是两光线或两直线的夹角,测量结果是游标两次读数之差的绝对值;其次,为消除分光计由于制造所带来的偏心差,须取两个游标各自测量结果的算术平均值作为最终的测量结果; 另外,对分光计的读数还应注意以下两个问题:①分光计度盘的最小分度值为°,故在读数时应看清游标零线过没过度盘上的半度线;若过半度线,则读数要加30′,反之则不加; ②由于分光计度盘上的0°与360° 线重合,所以若某一游标的两次读数位置恰好位于0°线两侧,则该游标两次读数之差的绝对值不能作为测量结果详因见教材,此时,须用360°减去该数值,所得差值即为测量结果;15.什么是最小偏向角在实验中,如何来调整测量最小偏向角的位置参考答案偏向角:入射光线经两次折射后,传播方向总的变化可以用入射角与出射角的延长线之间的夹角表示;最小偏向角:对于给定的棱镜,顶角A是固定的,故偏向角只随入射角变化,对于某个入射角,偏向角有一个最小值,称为最小偏向角. 慢慢移动游标盘,选择偏向角减小的方向,缓慢转动游标盘,使偏向角减小,继续沿次方向转,可以看到狭缝移至某个位置后将反向移动,那就是最小偏向角的位置;16.如何采用正确方法拿取三棱镜参考答案捏住边棱或磨砂的表面,轻拿轻放,切忌用手直接触摸其光学面;17.如何判断三棱镜的两个光学面的法线已经垂直于分光计的主轴了参考答案如果从望远镜的目镜视场中看到三棱镜的每个光学面反射的“+”像都与“╪”形叉丝的上交点重合,即可说明三棱镜的两个光学面的法线已经垂直于分光计的主轴了;实验五迈克尔逊干涉仪的调节和使用05-06-21.激光照射,迈克尔逊干涉仪产生的干涉条纹是:非定域条纹2.迈氏干涉仪的读数最小分度值是3.对应的干涉条纹是圆形条纹;4.5.钠光灯照射,迈克尔逊干涉仪产生的干涉条纹是:定域条纹6.迈克尔逊干涉条纹的“冒出”,说明形成干涉的空气“薄膜”是变厚;7.迈克尔逊干涉仪的可动反射镜M1平移微小距离的过程中,观察到干涉条纹恰好移动1848条,则所用单色光的波长是:5461埃8.当M1′、M2之间的距离d增大时,同一级干涉条纹向外扩展,圆心处有条纹“吐出”;T9.单色点光源的非定域干涉条纹中间稀边缘密.T10.用迈克尔逊干涉仪得到类似等倾干涉的条纹,靠近中心的干涉条纹级次低,靠近边缘的干涉条纹级次高;F11.当M1′、M2之间的距离d增大时,同一级干涉条纹向中心“吞入”,中心条纹消失;F12.两束光满足频率相同,振动方向相同,相位差恒定时即可成为相干光源;13.获得相干光光源的两种常见方法分别为:分波阵面法,如杨氏双缝实验;分振幅法,如薄膜干涉;14.迈克尔逊干涉仪装置的特点是光源、反射镜、接收器观察者各处一方,分得很开,可以根据需要在光路中很方便的插入其它器件;15.迈克尔逊干涉仪的三个读数装置:①主尺,最小分度值为1mm;②粗调手轮的分度值可读到;③带刻度盘的微调手轮,可精确读到;16.He-Ne激光器输出波长为的红色激光;17.光波实际传播的路径与折射率的乘积称为光程;18.正确使用迈克尔逊干涉仪应注意哪几点参考答案 1干涉仪中的全反射镜、分光镜、补偿板均为精密光学元件,调节过程中严禁手摸所有光学表面,防止唾液溅到光学表面上;2调节螺钉和转动手轮时,一定要轻、慢,决不允许强扭硬扳;3调反射镜时螺钉及拉簧螺丝松紧要适度;反射镜背后的粗调螺钉不可旋得太紧,以防止镜面变形;调整反射镜背后粗调螺钉时,先要把微调螺钉调在中间位置,以便能在两个方向上作微调;4测量中,转动手轮只能缓慢地沿一个方向前进或后退,否则会引起较大的空回误差;19.获得相干光光源的两种常见方法是什么参考答案 1分波阵面法:从同一波阵面上获取对等的两部分作为子光源成为相干光源;如杨氏实验等;2分振幅法:当一束光投射到两种介质的分界面时,它的所有的反射光线或所有的透射光线会聚在一起时即可发生相干;如薄膜干涉等;20.为什么在观察激光非定域干涉时,通常看到的是弧形条纹怎样才能看到圆形条纹参考答案因为一般在观察激光非定域干涉时,M1′和M2通常不能严格平行,看到的是弧形条纹;当调节水平拉簧螺钉与垂直拉簧螺钉的螺丝,使得M1′和M2严格平行时,弧形条纹变成圆形条纹;21.根据什么现象来判断M1′和M2平行参考答案使反射光和入射光基本重合,现象是经M1和M2反射的两排亮点中最亮的点重合且与入射光基本重合,这时M1′、M2基本互相平行;22.迈克尔逊干涉仪观察到的圆条纹与牛顿环产生的圆条纹有什么不同参考答案1迈克尔逊干涉仪是利用等倾干涉,牛顿环是等厚干涉;2迈克尔逊干涉仪观察到的圆条纹,中心级次最高,牛顿环产生的圆条纹中心级次最小,圆环越靠外级次越高;相同点:圆环条纹越向外越密;23.利用一个臂光程差改变,“冒出”或“收缩”一个条纹的特性,请设计激光照射时,用迈克尔逊干涉仪测量平板玻璃折射率的实验方法;参考答案以平板玻璃为例,激光照射时,调节好迈克尔逊干涉仪,出现等倾干涉圆环,在M2镜前放置厚度为h可用千分尺测出的待测玻璃片,由于玻璃的插入导致两束光的光程差的增加,从而条纹开始吞吐,记录下吞吐条纹的数目N,玻璃的插入导致一个臂光程差改变为 ,利用 ,得到玻璃折射率;实验六偏振现象的观察与分析05-06-21.以下哪种方法不是用来产生平面偏振光的利用光栅2.若在互相正交的偏振片P1和P2间插入一块1/4波片,使其光轴跟起偏器P1的偏振化方向平行,那么透过P2的光斑是变亮还是变暗变暗3.若入射平面偏振光的振动面与半波片光轴的夹角是偏振光,但其振动面相对入射光的振动面转过角度为4.在实验中,依据布儒斯特定律测定玻璃甚至不透明物质的折射率,利用旋光特性测定蔗糖溶液的浓度;5.自然光在透明介质上反射或者折射时,其反射光和折射光仍未自然光;T6.偏振片的优点是造价低廉,使用方便,但偏振片的缺点是有颜色,光透过率稍低;F7.四分之一波片可将平面偏振光变成椭圆或圆偏振光,也可将椭圆与圆偏振光变成平面偏振光;T8.利用玻璃片堆可产生较强的透射线偏振光;F9.光的偏振证明了光是横波;10.涂有二向色性材料的透明薄片,它允许透过某一电矢量振动方向的光,此方向称为偏振化方向或透振方向,而吸收与其垂直振动的光;11.光有五种偏振态,他们是自然光、部分偏振光、线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光;12.依据马吕斯定律,实验中自然光经过起偏器后,当检偏器转动一周时会出现两次消光,两次光强极大现象;13.平面偏振光的产生方法有哪些参考答案1由反射和折射产生偏振2由二向色性晶体的选择吸收产生偏振3由晶体双折射产生偏振14.平面偏振光透过1/4波片后,透射光的偏振态情况是怎样的参考答案画图略;透射光一般是椭圆偏振光,当ɑ=π/4时,则为圆偏振光,当ɑ=0和π/2时,椭圆偏振光退化为平面偏振光15.用偏振片怎样来区分自然光、部分偏振光和线偏振光参考答案将光通过偏振片,光强无变化的为自然光;光强有变化但不会出现完全消光的为部分偏振光;光强有变化且在某个方向为零的为线偏振光;16.线偏振光通过检偏器后光强的变化情况是怎样的参考答案线偏振光通过检偏器后光强的变化遵循马吕斯定律;当起偏器和检偏器的取向使得通过的光量极大时,称它们为平行;当二者的取向使系统射出的光量极小时,称它们为正交;实验七全息照相05-06-21.2.3.4.,其中不正确的是不需要调节全息光路等高和共轴;5.参考光与物光的夹角越大,条纹越稀疏,越不容易受干扰而发生变化,所以参考光与物光角度稍大为宜;F6.全息照相过程中物体与底片之间是点面对应的关系,即每个物点所发射的光束直接落在记录介质整个平面上;反过来说,全息图中每一个局部都包含了物体各点的光信息;因而全息照片的每一碎片都能使整个物体再现T7.在全息再现的过程中,物体经过参考光的全息记录过程会产生一个与物光光强的平方项有关的噪声,这是我们再全息照相中干扰项,要把它尽量减少,于是在物光相比于参考光小很多时可以将其看做为0,总的来说就是减小噪声对全息再现的影响;T8.全息图所记录的是物体各点的全部光信息,包括振幅信息和相位信息;9.参考光与物光的夹角越大,干涉条纹越密,越容易受干扰而发生变化,所以参考光与物光角度不宜太大;10.在全息照相中要求光路中物光和参考光的光程相等,因为普通激光的波列长度有限,分束镜将一个波列分为物光和参考光两个波列,通过不同路径在感光板或观察屏处相遇,两路光的光程越是接近,两波列叠合越好;11.全息照相实验的步骤为拍摄全息图、显影、停影、定影、风干和全息图的再现;12.全息光路中物光与参考光之夹角为什么不能过大而应尽量放小参考答案干涉条纹的间距d=d/2sinθ/2由此公式,参考光与物光的夹角越大,条纹越密,这就要求底片具有较高的分辨率,同时越容易受干扰而发生变化,所以参考光与物光角度不宜太大;13.如何观察再现的物像,扩束的大小及照明方向的改变对再现有什么影响参考答案拍摄好的全息底片放回原光路中,用参考光放照射全息片时,经过底片衍射后得到零级光波,从底片透射而出;另外在两侧有正一级衍射和负一级衍射光波存在;人眼迎着正一级衍射光看去,可看到一个与被拍物体完全一样的立体的无失真的虚像;在负一级位置上,可用屏接收到一个实像,称为共轭象;照明方向改变衍射光方向改变,像的位置随之改变;扩束的大小决定像的放大和缩小;14.全息照相与普通照相的主要区别是什么参考答案普通照相是根据几何光学成像原理,记录下光波的强度即振幅信息,将空间物体成像在一个平面上;全息照相是利用光的干涉和衍射原理,将物体发射的特定光波以干涉条纹的形式记录下来,并在一定的条件下使其再现,形成逼真的原物立体像;由于记录了物体的全部信息振幅和相位,因此称为全息照相;15.在全息照相实验中光路布置要满足什么要求参考答案光路布置应满足以下几点要求:1由于投身到底片上的物光是物体漫反射后的光线,所以物光信息较弱,因此,只有用足够的光照明物体,而且物体距全息底片不太远时,才能在底片上获得适当的物光强度,参考光与物光的强度之比一般在10:1—5:1之间为好反复在毛玻璃屏上或白纸屏上用眼睛观察判断;如果参考光太强,可适当增加分光镜半反镜以减弱参考光;2物光与参考光之间的夹角不应过大,一般在30°左右为好用眼睛判断;3参考光与物光的光程应尽量相等程差最好不超过1cm,用尺子测量,以保证物光和参考光之间良好的相干性;4参考光在底片上应尽量均匀照射这要求扩束镜要非常干净,如扩束镜上有灰尘,出射光将有灰尘的衍射光斑从而使参考光达不到均匀照射;5各镜面中心高度保持相等使光束位于镜面中心;16.全息图的主要特点参考答案 1立体感强; 2具有分割性; 3同一张全息底片可重叠多个全息图;17.为了使全息图上干涉条纹稳定,拍摄时必须具备什么条件参考答案为了使全息图上干涉条纹稳定,拍摄时必须具备下列条件:1参考光束与物光束必须具有“相干性”,即两束波之间有稳定的位相关系,所以实验中两束波是从同一激光束分光而获得,为了获得好的相干性,实验中尽量使两束光的光程相等;2光学系统必须有足够的机械稳定性,由于全息底片上记录的是精细的干涉条纹,如果在记录过程中因受各种干扰地面震动、光学零件支架的自震和变形及空气的流动等将引起干涉条纹的混乱和迭加,结果导致象的衍射亮度下降,甚至可能完全看不到物象;3记录介质要有足够的分辨率,对所使用的激光波长有足够的感光灵敏度;记录介质感光乳胶的分辨本领通常以每毫米能记录明暗相间的条纹数为标准即每毫米多少条明或暗条纹,这就要求恰当地选择物光束与参考光束之间的夹角;18.全息照片上干涉条纹的间距由什么决定条纹明暗由什么决定条纹的反差由什么决定参考答案条纹的间距决定于物光与参考光的夹角,还有波长;条纹明暗由物光与参考光的光程差决定;条纹的反差由物光与参考光的光强差决定;。
薄透镜
n n n n s s r 1.5 1 1.5 1 s 6 4 s 36cm
此象的横向放大率:
ny ny 0 s s y ns y ns y ns 1 (36) 1 4 y ns 1.5 (6)
O
F
物体置于透像二倍焦距之内,一 倍焦距之外(2f>u>f)
物体置于透像一倍焦距之内(u<f)
凹透镜成像作图法 当发光点不在主轴上时,经过凹透镜的三 条特殊光线的方向为:
跟主轴平行的光线经过透 镜后,其反向沿长线过焦点; 通过光心的光线经透镜 后,方向不变; 沿长线过焦点的光线, 经过透镜后,跟主轴平行。
n1
S
n2
O1 O2
S
S1
s
s1
s
将(1)式与(2)式两边相加,得
n2 n1 n n1 n2 n ' S S r1 r2
称为薄透镜物像公式。
上式右边为薄透镜的光焦度,即
( 3)
1 2
式中
(4)
n n1 1 , r1
n2 n 2 r2
f' f 1 s' s
称为薄透镜物像公式的高斯形式。
由薄透镜的焦距公式
f n2 f n1
(5)
即薄透镜 焦距之比等于两边的折射率之比 的负值.
空气中的薄透镜焦距为
ff 1 1 1 (n0 1.0)( ) r1 r2 .
(6)
f = f 0 时为正透镜, 又称为凸透镜;
' 1
f' f 1 s' s 2
第四章第二节 透镜 课件 苏科版物理八年级上册
知
1、折射光线、入射光线和法线在同一平面内。
识
2、折射光线和入射光线分别位于法线两侧。
回
3、①当光线由空气射入水/玻璃中时,折射角小于入射角 ②当光线由水/玻璃射入空气中时,折射角大于入射角
顾
4、入射角增大(减小)时折射角也随之增大(减小)。
5、光垂直入射时光路保持不变,两角等于0度。
6、在光的折射中,光路可逆
初识透镜
想一想:区分透镜的方法
方法一:用手触摸
中间厚、边缘薄的是凸透镜,反之为凹透镜
方法二:透过透镜视察物体
能起放大作用的是凸透镜,否则是凹透镜
2 焦点与焦距
【术语】 说明:透镜有两个焦点和焦距,左右焦距相等
O
FF
O
f
f
【定义】光心:透镜的中心。
主光轴:经过光心与透镜表面垂直的直线。 焦点:平行于主光轴的平行光通过透镜后会聚于一点,
发散效果
两种透镜都是由一些形状类似的棱镜组成,不同的组 合方式,导致其整体光路呈现为发散或会聚
透镜的典型光路
【反思】 1、凸透镜是不是一定把入射光会聚于一点?
2、凹透镜是不是一定会折射出发散光束?
会聚:折射光更偏向主光轴 发散: 折射光更偏离主光轴
1.透镜有两类,
叫凸透镜,
课 叫凹透镜。一些透镜的截面图如图所示, 在这些透镜中属于凸透镜的是____________,属于凹透镜
作用。近视眼镜是
,老花镜是_______
把一滴水滴在玻璃上,然后透过水滴和玻璃看书中的字,
课
发现字的大小变 了,此时水滴相当于
对光线有
作用
镜,它
堂
为了防止森林火灾,在森林里不允许随地丢弃透明的饮
6.第六章-眼镜片的屈光力及其测量
例6-1:如图6-4所示,假设一个鱼缸的前后宽度为100cm,鱼缸材 质和厚度忽略不计,水的折射率为1.33。一个人站在鱼缸的前 面观看鱼缸后壁上的一个点时,会发现这个点靠前了,请问这 个点的像距鱼缸前表面的距离是多少?
三、厚透镜的屈光力 厚透镜的屈光力不能用单一的数值表示,要涉及两个重要的参数: 顶点屈光力和等效屈光力。要理解和计算厚透镜的顶点屈光力和 等效屈光力,可以从同轴薄透镜系统入手。 (一)同轴薄透镜系统的顶点屈光力 顶点屈光力可分为前顶点屈光力和后顶点屈光力。对于镜片而言, 最重要的就是它的后顶点屈光力。在实际应用中,一般眼镜片的 屈光力(也称为焦度、度数或镜度)均指后顶点屈光力。
根据棱镜的知识可以知道光线总是向棱镜基底方向偏折,观察 者所看到的像总是向棱镜顶端方向移动,那么通过具有一定屈光 度的正球镜片观察某物体,如果将透镜沿视线的垂直方向做上下 移动,则此物体也出现移动,由于正透镜是两个基底相接的棱镜 组,当镜片向上移动时,实际上眼睛是通过底向上的棱镜观察物 体,所见物像会向下移动。这种像的移动方向与透镜的运动方向 相反的现象我们称为“逆动”,所有的正透镜都有这样的特征。
对于薄透镜而言,透镜主点屈光力 (F),前顶点屈光力(Fv),后顶点 屈光力(F’v)都是相等的,即 F=Fv=F’v=F1+F2
厚透镜
如果透镜的厚度与曲率半径相比不能被忽略时,在计算物距、 像距、放大率等时就要考虑它的厚度,我们称之为厚透镜。
对于厚透镜而言,光线经过透镜的前表面后又要经过透镜的前 后表面之间的距离,才能到达透镜的后表面,而透镜前后表面之间 的距离又改变了光线的聚散度,透镜的屈光力不再是透镜前后表面 屈光力的代数和,在透镜前后表面之间又多了一个新的聚散度,这 使得透镜的后顶点屈光力不再等于F₁+F₂,即F≠Fv≠F’v≠F1+F2
八年级物理《透镜》教案【优秀9篇】
八年级物理《透镜》教案【优秀9篇】作为一名教职工,时常需要用到教案,借助教案可以更好地组织教学活动。
那么什么样的教案才是好的呢?下面是小编辛苦为大家带来的八年级物理《透镜》教案【优秀9篇】,希望能够帮助到大家。
透镜的教案篇一【学习目标】知道凸透镜所成像性质与发光体位置的关系。
通过探究活动,体验科学探究的全过程,学会从现象中归纳出规律的方法。
培养学生乐于参与观察、实验的兴趣。
【重点难点】理解凸透镜成像规律,使学生初步了解科学探究的方法。
【学习过程】1、实验引入演示本中实验,根据实验现象鼓励并引导学生提出问题。
学生阅读本,知道物距、像距引导学生对凸透镜成像性质的影响因素作出猜想2、实验探究帮助学生认识并组装实验台上的器材,分析实验的步骤及实验数据的处理,教师巡回指导。
实验次数像的性质焦距f/cm物距u/cmu与f关系像距v/cmv与f关系1倒立缩小的实像2倒立等大的实像3倒立放大的实像讲解:当无论怎样移动光屏都没有像时,把光屏取走,透过透镜看蜡烛,并完成下表。
实验次数像的性质焦距f/cm物距u/cmu 与f关系像距v/cmv与f关系4正立放大的虚像不填不填3、分析与认证当物距焦距时,成倒立等大的像;当物距焦距时,成倒立放大的像;当物距焦距时,成倒立缩小的像;当物距焦距时,成正立放大的像。
4、评估交流学生阅读本,讨论本的相关问题,尤其要鼓励学生讨论自己在实验中所遇到的问题5、典型例题例1 在“观察凸透镜所成的像”的实验中,保持凸透镜的位置不变,先后把烛焰放在a、b、c、d和e点,如图所示,同时调整光屏的位置,那么:1)把烛焰放在______点,图上出现的像最小;2)把烛焰放在______点,屏上出现的像最大;3)把烛焰放在______点,屏上不出现烛焰的像。
透镜的教案篇二一、内容及其分析本节内容:物体通过照相机、投影仪、放大镜的镜头所成的像、实像和虚像。
其核心就是生活中的透镜所成的像的特点和实像与虚像的区别。
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第一章:几何光学 § 6 薄透镜:6.1Fra bibliotek焦距公式 有 若
f n = f ′ n′
n′ = n = 1 f = f′= 1
摩镜者公式 1 1 ( n L − 1)( + ) r1 r2 n′ n nL − n n′ − nL 光焦度 P = = = P1 + P2 = + f′ f r1 r2 正透镜、会聚透镜、凸透镜:f, f’>0, 1 r1 > 1 r2 负透镜、发散透镜、凹透镜:f, f’<0, 1 r1 < 1 r2
6.6 透镜组成像(逐次成像)
作业
p.69: 2, 3, 8, 9, 11
f1 =1 s1 f2 =1 s2
d →0
− s 2 = s1′ − d
s ≈ s1
′ s ′ ≈ s2
s 2 = − s1′
第一章:几何光学 § 6 薄透镜:
6.1 焦距公式
f′ f + =1 s′ s
f1 f 2 n f = = nL − n n′ − nL f 1′ + f 2 + r1 r2 f 1′ f 2′ n′ f′= = nL − n n′ − nL f 1′ + f 2 + r1 r2
o
第一章:几何光学 § 6 薄透镜:
6.4 焦面 副光轴:通过光心的直线。相应地将光具组的光轴称 为主光轴,简称主轴。
o
第一章:几何光学 § 6 薄透镜:
6.5 作图法 i) 通过物方焦点的光线折射后平行于主轴。 ii) 平行于主轴的光线折射后通过像方焦点。 iii) 过光心的光线不发生折射。 任意光线可通过作i)、ii)、iii)辅助线。
第一章:几何光学 § 6 薄透镜:
6.2 成像公式 高斯公式 牛顿公式 符号规则
f′ f + =1 s′ s x x ′ = ff ′
F′
x
o
x′
F
6.3 密接透镜组
P = P1 + P2 1 1 1 = + f f1 f2
第一章:几何光学 § 6 薄透镜:
6.4 焦面 物方焦面:通过物方焦点垂直于光轴的平面,又称第 一焦面、前焦面,记为F 。物方焦面上的点成 像于像方轴外无穷远处(与光轴成一定角度 的平行光束) 像方焦面:通过像方焦点垂直于光轴的平面,又称第 二焦面、后焦面,记为F’ 。物方轴外无穷远 处的物点(与光轴成一定角度的平行光束)成 像于像方焦面上 F’ F
y
o F
F′
y′
6.6 透镜组成像(逐次成像)
i) 通过物方焦点的光线折射后平行于主轴。
y
o F
F′
y′
y
o F
F′
y′
ii) 平行于主轴的光线折射后通过像方焦点。
y
o F
F′
y′
y
o F
F′
y′
iii) 过光心的光线不发生折射。
y
o F
F′
y′
y
o F
F′
y′
第一章:几何光学 § 6 薄透镜:
第一章:几何光学 § 6 薄透镜:
透镜:由两个折射球面构成的光具组,球面间为透镜 媒质 薄透镜:两个折射球面的间距远小于半径,两顶点几 乎重合,该点称为光心 光心
第一章:几何光学 § 6 薄透镜:
6.1 焦距公式
n
Σ1
nL
Σ2
n′
Q
d s1
′ s2 s1′
Q′
s2
Q1
f1′ + s1′ f 2′ + ′ s2