透镜焦距的测定及光学设计样本
透镜焦距测量实验报告
透镜焦距测量实验报告透镜焦距测量实验报告引言：透镜是一种常见的光学元件，广泛应用于各个领域。
在实际应用中，了解透镜的焦距是非常重要的。
本实验旨在通过测量透镜的焦距，探究透镜的光学特性，并验证透镜公式。
实验材料与仪器：本实验所需材料包括一块凸透镜、一块凹透镜、一块平凸透镜、一块平凹透镜、一支白色LED灯、一张白纸、一支铅笔。
实验仪器包括一把卷尺、一台光屏、一台准直器。
实验步骤：1. 将光屏放置在实验桌上，并将其与墙面保持一定距离。
2. 将白纸固定在光屏上，并用铅笔在纸上画一个小孔。
3. 将白色LED灯放置在小孔后方，使其光线通过小孔照射到光屏上。
4. 将凸透镜放置在光线前方，调整透镜与小孔之间的距离，直到在光屏上观察到一个清晰的焦点。
5. 使用卷尺测量透镜与小孔之间的距离，并记录下来。
6. 重复以上步骤，分别使用凹透镜、平凸透镜和平凹透镜进行测量。
实验结果与分析：根据实验数据，我们得到了不同透镜的焦距测量值。
通过对这些数据的分析，我们可以得出以下结论：1. 凸透镜的焦距为正值，凹透镜的焦距为负值。
这是因为凸透镜能够使平行光线汇聚到一个焦点，而凹透镜则使平行光线发散。
2. 凸透镜的焦距与透镜与物体的距离成反比。
当透镜与物体的距离增加时，焦距减小；当透镜与物体的距离减小时，焦距增大。
这与透镜公式f=1/(1/f1+1/f2)中的f1和f2的关系一致。
3. 凹透镜的焦距与透镜与物体的距离成正比。
当透镜与物体的距离增加时，焦距增大；当透镜与物体的距离减小时，焦距减小。
这也与透镜公式f=1/(1/f1+1/f2)中的f1和f2的关系一致。
结论：通过本实验，我们成功测量了不同透镜的焦距，并验证了透镜公式。
实验结果表明，透镜的焦距与透镜与物体的距离有密切关系。
这对于我们理解透镜的光学特性以及在实际应用中的正确使用具有重要意义。
总结：透镜焦距测量实验是一项基础的光学实验，通过实验我们可以更好地理解透镜的光学特性。
透镜焦距测量实验报告
499.9
465.1
333.8
34.8
166.1
44.0
1307.2
844.8
505.2
465.1
234.1
40.1
271.1
47.1
其中s是像 到凹透镜的距离， 像 到凹透镜的距离
六、误差分析：
1.距离读数误差；
2.像成像有可能不是最清晰，存在误差；
3.移动透镜时未移到准确位置；
4.第二次测量凹透镜的焦距误差较大，可能是因为物镜之间的距离较小，使得误差放大；
透镜焦距测量实验报告
姓名：陈岩松
学号：5501215012
班级：2015级本硕实验班
学院：高等研究院
一、实验目的：
1.加深理解薄透镜成像规律，观察凹透镜成像规律，测量虚像位置。
2.学习策略焦距方法：成像法，自准法，共轭法，测凹透镜焦距。
3.通过实验了解望远镜和显微镜的基本原理，掌握其使用方法。
4.通过实际测量，了解显微镜，望远镜的主要光学参数。
成像法：发出的光线经凸透镜后形成大小适中的实像，然后放入待测凹透镜，就能使虚物产生实像，分别测出两处的距离。
5、实验数据与处理：
1.凸透镜焦距测量
（1）自准法：（单位mm）
物
透镜
1094.5
1307.2
212.7
1093.6
1307.8
214.8
其中S为物与透镜之间的距离。
（2）物象法（单位：mm）
2.凹透镜焦距测定
成像法：使物AB发出的光线经凸透镜 后形成大小适中的实像 ，然后在 和 放入待测凹透镜 ，就能使虚物 产生实像 ，分别测出 到 和 距离 和 ,根据 求出 像方焦距 。
透镜焦距的测定实验报告
电 子 科 技 大 学实 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1.0%~5.0%。
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 。
透镜焦距的测定实验报告
透镜焦距的测定实验报告透镜焦距的测定实验报告引言：透镜是一种常见的光学元件，广泛应用于光学仪器和设备中。
了解透镜的性质对于正确使用和设计光学系统至关重要。
其中，透镜的焦距是一个重要的参数，它决定了透镜成像的特性和应用范围。
本实验旨在通过实际测量的方法确定透镜的焦距，并探究焦距与透镜的形状、材料等因素之间的关系。
实验步骤：1. 实验器材准备：准备一组透镜，包括凸透镜和凹透镜，以及一个光屏、一根直尺和一支小灯泡。
2. 准备工作：将光屏放置在实验室桌上，确保光屏与透镜之间的距离可以调节。
将透镜放置在透镜架上，调整透镜与光屏之间的距离，使其与透镜的中心轴垂直。
3. 准备光源：将小灯泡放置在透镜的一侧，确保光线通过透镜后能够照射到光屏上。
4. 准备测量：将直尺放置在光屏上，作为参考线。
确保直尺与光屏垂直，并将直尺的零点与光屏上的中心对齐。
5. 测量凸透镜的焦距：将凸透镜放置在透镜架上，调整透镜与光屏之间的距离，使得光线通过透镜后能够在光屏上形成一个清晰的焦点。
移动光屏，直到焦点清晰可见。
测量透镜与光屏之间的距离，即为凸透镜的焦距。
6. 测量凹透镜的焦距：将凹透镜放置在透镜架上，按照同样的方法进行测量。
通过调整光屏的位置，找到凹透镜的焦点。
测量透镜与光屏之间的距离，即为凹透镜的焦距。
实验结果与分析：通过上述实验步骤，我们测得了凸透镜和凹透镜的焦距。
根据实验结果，我们可以发现焦距与透镜的形状有关。
凸透镜的焦距为正值，而凹透镜的焦距为负值。
这是因为凸透镜会使光线会聚到一个焦点上，而凹透镜会使光线发散。
同时，我们还可以发现焦距与透镜的形状和材料有关。
对于同一形状的透镜，焦距与透镜的曲率半径成反比。
而对于相同材料的透镜，焦距与透镜的折射率成正比。
实验误差与改进：在实验过程中，可能存在一些误差，例如光线的折射、透镜的制造误差等。
为了减小误差，可以采取以下改进措施：1. 使用更精确的测量工具，如千分尺或激光测距仪，来测量透镜与光屏之间的距离。
透镜焦距的测定实验报告
透镜焦距的测定实验报告一、实验目的1、加深对薄透镜成像规律的理解。
2、掌握几种测量透镜焦距的方法。
3、学习使用光学仪器进行实验测量和数据处理。
二、实验原理1、薄透镜成像公式对于薄透镜，物距＄u$、像距＄v$ 和焦距＄f$ 之间满足以下关系：＄＼frac{1}｛u} ＋＼frac{1}｛v} ＝＼frac{1}｛f}＄2、自准直法当物位于凸透镜的焦平面上时，从物上发出的光线经过透镜后成为平行光。
若在透镜后面垂直于光轴放置一个平面镜，平行光被反射回来再次通过透镜后仍成像于原物所在处，此时物与像重合。
此时物到透镜的距离即为透镜的焦距。
3、物距像距法当物距和像距都能直接测量时，根据成像公式可以计算出透镜的焦距。
4、共轭法（贝塞尔法）设物与屏的距离为＄L$ ，移动透镜分别在两个不同位置时，在屏上分别得到放大的像和缩小的像，两次成像时透镜移动的距离为＄d$ ，则透镜的焦距为：＄f ＝＼frac{L^2 d^2}｛4L}＄三、实验仪器光具座、凸透镜、蜡烛、光屏、平面镜、毫米刻度尺等。
四、实验内容与步骤1、自准直法测焦距（1）将凸透镜固定在光具座的一端，在凸透镜的另一侧放置平面镜，并使其与光具座垂直。
（2）在凸透镜前放置一个物（如带有箭头的物屏），调节物屏的位置，使物屏上的箭头通过透镜后经平面镜反射回来的像与物屏上的箭头重合。
（3）用毫米刻度尺测量此时物屏到凸透镜光心的距离，即为透镜的焦距＄f_1$ 。
（4）重复测量三次，取平均值。
2、物距像距法测焦距（1）将蜡烛、凸透镜和光屏依次安装在光具座上，使三者的中心大致在同一高度。
（2）移动蜡烛，使蜡烛到凸透镜的距离大于两倍焦距，在光屏上得到清晰的倒立缩小的实像。
（3）用毫米刻度尺分别测量物距＄u_1$ 和像距＄v_1$ 。
（4）根据成像公式计算出焦距＄f_2$ 。
（5）改变物距，重复上述步骤，测量多组数据，计算焦距并取平均值。
3、共轭法测焦距（1）将蜡烛、凸透镜和光屏依次安装在光具座上，使三者的中心大致在同一高度，且物屏与光屏之间的距离＄L$ 大于四倍焦距。
(完整版)透镜焦距的测定及光学设计
南昌大学物理实验报告课程名称：大学物理实验实验名称：透镜焦距测量与光学设计学院：专业班级：学生姓名：学号：实验地点：座位号：实验时间：一、实验目的：1.观察薄凸透镜、凹透镜的成像规律。
2.学习测量焦距的方法：自准法、物像法、共轭法测凸透镜焦距；辅助成像测凹透镜焦距。
3.通过实验掌握望远镜和显微镜的基本原理，并在导轨和光具座上用透镜自组望远镜和显微镜。
4.通过实际测量了解显微镜、望远镜的主要光学参量。
5.了解视觉放大率的概念并学习其测量方法。
二、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1.0%~5.0%。
图1 自准直法测焦距 图2 物距像距法测焦距3.共轭法测量凸透镜焦距如果物屏与像屏的距离b 保持不变,且b>4f,在物屏与像屏间移动凸透镜,可两次成像.当凸透镜移至O 1处时,屏上得到一个倒立放大实像,当凸透镜移至O 2处时,屏上得到一个倒立缩小实像,由共轭关系结合焦距的高斯公式得:实验中测得a 和b,就可测出焦距f.光路如上下图所示:4.凹透镜（辅助成像）：如下图所示，在没有凹透镜时，物AB 经凸透镜1L 后将成实像A`B`，在1L 和B`A`间插入凹透镜2L 后，B`A`便称为了2L 的物，但不是实物，而为虚物。
光学综合实验 测量透镜焦距 大学实验
实验二测量透镜焦距2.1实验步骤2.1.1自准直法测焦距（1）首先选择一待测透镜，将所需的器件按顺序摆放在光学平台上并靠拢，进行目测调共轴。
（2）将屋顶日光灯发出的光当作平行光，用待测透镜进行汇聚，以估测焦距。
按照估测结果将品字屏大致放置在透镜的物方焦平面出，然后再把透镜进行前后微调。
（3）观察品字屏上接收到的像，直至得到倒立等大的实像，此时品字屏与透镜的距离为透镜的焦距，分别记下物屏和透镜的位置a1,a2，分别求出品字屏与透镜的焦距f=a2-a1，f即为所测焦距。
（4）把透镜前后转180度，重复前面的测量步骤。
记录新的物屏和透镜的位置b1,b2，求出两者之间的间距。
取重复测量的平均值作为待测焦距。
搭建的光路图2.1.2用位移法测薄凸透镜焦距（1）把全部器件摆放在光学平台上并靠拢，进行目测调共轴。
（2）用待测透镜对日光灯发出的光进行汇聚，以估测焦距。
调节物屏和接受屏的间距，使之大于4倍估测焦距值。
（3）沿轴向前后移动待测透镜，使物在接受屏上成一清晰的放大像，记下待测透镜的位置a1。
（4）再沿标尺向后移动待测透镜，使物再在接受屏上成一一缩小的像，记下待测透镜的位置a2。
（5）将待测透镜前后转180度，重复做3、4步，又得到待测透镜的两个位置b1、b2，根据公式求出焦距。
（6）选择不同焦距的待测透镜进行实验。
搭建的光路图2.1.3用焦距仪测量透镜焦距（1）将平行光管、透镜夹，测微目镜放置在同一根导轨上，待测透镜放在透镜夹上，打开光源，凭眼睛观察粗调平行光管，待测透镜和测微目镜，使三者共轴，并使光轴平行于光具座导轨。
（2）调节测微目镜的视度，使其同时看清十字叉丝和读数分划板。
（3）前后移动透镜，或者前后移动测微目镜使玻罗板的像位于测微目镜的工作距离上，直到测微目镜能看到平行光管玻罗板的清晰像成在读数分划板上。
（4）转动左右调整手轮用十字线对准玻罗板上一对刻度线中的一条，记下此时的读数x1。
（5）旋转左右调整手轮用十字线对准另一条刻度线，记下此时的读数x2，像的大小即为x2-x1。
透镜焦距测量与光学设计报告
《薄透镜焦距的测定》实验报告【实验目的】1、观察薄凸透镜、凹透镜的成像规律；2、学习光路的等高共轴和消视差等分析调节技术；3、学习几种测量焦距的方法：如成像法、自准法、共轭法测凸透镜焦距；成像法、自准法测凹透镜焦距。
4、观察透镜的像差。
【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。
【实验原理】一、凸透镜焦距的测量1.自准法：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′−1=1f′当将薄透镜置于空气中时，则焦距为：3.共轭法二、凹透镜焦距的测定【实验步骤】【实验数据】一、凸透镜焦距的测定1.自准法：1、厚凸透镜：根据公式f =s ,所以焦距即为物屏到透镜之间的距离。
所以焦距平均值为f =5.70+6.00+5.503=5.73cm 。
任意一次测量的标准差为 σ=f −f2312=0.00246，仪器的误差为0.01，所以焦距不确定度为A 类：∆A =σA =0.00246cm ,B 类：∆B =σB =0.01cm 于是焦距的合成不确定度为μf = ∆A 2+∆B 2 =0.0103cm 相对不确定度为μrf =μff ×100%=0.18%测量结果表达式为： f = 5.73±0.0103 cm μrf =0.18%2、薄凸透镜：根据公式f =s ,所以焦距即为物屏到透镜之间的距离。
所以焦距平均值为f =21.70+21.10+21.203=21.34cm 。
任意一次测量的标准差为 σ=f −f2312=0.00321cm ，仪器的误差为0.01，所以焦距不确定度为A 类：∆A =σA =0.00321cm ,B 类：∆B =σB =0.01cm于是焦距的合成不确定度为μf = ∆A 2+∆B 2 =0.0105cm相对不确定度为μrf =μff ×100%=0.049% 测量结果表达式为： f = 21.34±0.0105 cm μrf =0.049%2.成像法：计算过程： 1、厚凸透镜成像法公式为：f =−8.04−8.90−8.113=-8.35cm,f =ss ′s−s =-8.35cm 求偏导：ðlnf ðs=−s ′2s s−s=-0.2547.ðlnf ðs =−s 2s s−s =-0.00276S 的标准偏差为σ=f −f2312=0.0023不确定度u1= ∆A 2+∆B 2= 0.00232+ 0.01 2=0.0102S ’的标准偏差为σ=f −f2312=0.03不确定度u2= ∆A 2+∆B 2= 0.03 2+ 0.01 2=0.0316总不确定度u= u A 2+u B 2= 0.0102 2+ 0.0316 2=0.0332μrf =μff = −s ′2s s−s ∗u1 2+ −s 2s s−s ∗u2 2= −0.2547 2+ −0.00276 2=0.00258=0.258%所以焦距为 f = −8.35±0.0332 cm μrf =0.0258%2、薄凸透镜成像法公式为：f =−22.07−22.03−22.133=-22.07cm,f =ss ′s−s ′=-22.07cm求偏导：ðlnf ðs=−s ′2s s−s′ 2=-0.093.ðlnf ðs ′=−s 2s ′ s−s ′ 2=-0.0537S 的标准偏差为σ=f −f2312=0.0045不确定度u1= ∆A 2+∆B 2= 0.0045 2+ 0.01 2=0.0012S ’的标准偏差为σ=f −f2312=0.021不确定度u2= ∆A 2+∆B 2= 0.021 2+ 0.01 2=0.023总不确定度u= u A 2+u B 2= 0.0012 2+ 0.021 2=0.0542μrf =μff = −s ′2s s−s ′ 2∗u1 2+ −s2s ′ s−s ′ 2∗u2 2= −0.2547 2+ −0.00276 2=0.00113=0.113%所以焦距为 f = −22.07±0.0542 cm μrf =0.113%1、 厚透镜 因为根据公式f ′=D 2−d 24D=5.62cm求偏导：ðlnf ðD=（D 2−d 24D）*(1/4+d 24D2)=0.021,ðlnf ðd=（D 2−d 24D）*(8dDD 2−d 2 2)=0.065D 的标准偏差为σ=f −f2312=0.0039不确定度u1= ∆A 2+∆B 2= 0.0039 2+ 0.01 2=0.0107d 的标准偏差为σ=f −f2312=0.0403不确定度u2= ∆A 2+∆B 2= 0.04032+ 0.01 2=0.0172总不确定度u= u A 2B 2= 0.0107 2 2=0.0416μrf =μf f = （D 2−d 24D）∗(14+d 24D2)∗u1 2+ （D 2−d 24D）∗(8dDD 2−d2 2)∗u2 2=0.00224=0.224%所以焦距为 f = −5.62±0.0416 cm μrf =0.0224%2、 薄透镜 因为根据公式f ′=D 2−d 24D=21.22cm求偏导：ðlnfðD =（D 2−d 24D）*(1/4+d 24D 2)=0.036,ðlnf ðd=（D 2−d 24D）*(8dDD 2−d 2 2)=0.0621D 的标准偏差为σ=f −f2312=0.0011不确定度u1= ∆A 2+∆B 2= 0.0011 2+ 0.01 2=0.0101d 的标准偏差为σ=f −f2312=0.0794不确定度u2= ∆A 2B 2= 0.07942 2=0.0800总不确定度u= u A 2+u B 2= 0.0101 2+ 0.0800 2=0.0806μrf =μf f = （D 2−d 24D）∗(14+d 24D )∗u1 2+ （D 2−d 24D）∗(8dDD −d )∗u2 2=0.00224=0.224%所以焦距为 f = −21.22±0.0806 cm μrf =0.036%二、凹透镜焦距的测定 2.成像法：计算过程：凹透镜：成像法公式为：f =−15.68−14.80−14.583=-15.02cm,f =ss ′s−s ′=-15.02cm求偏导：ðlnf ðs=−s′2s s−s ′ 2=-0.775.ðlnfðs ′=−s 2s ′ s−s ′ 2=-0.0406S 的标准偏差为σ=f −f2312=0.0016不确定度u1= ∆A 2+∆B 2= 0.775 2+ 0.01 2=0.0776S ’的标准偏差为σ=f −f2312=0.016不确定度u2= ∆A 2B 2= 0.0162 2=0.0316总不确定度u= u A 2+u B 2= 0.0306 2+ 0.0776 2=0.0834μrf =μff = −s ′2s s−s ′ 2∗u1 2+ −s2s ′ s−s ′ 2∗u2 2=0.0128=1.28%所以焦距为 f = −8.35±0.0316 cm μrf =1.28%【注意事项】 【思考题】1. 如会聚透镜的焦距大于光具座的长度，试设计一个实验，在光具座上能测定它的焦距。
透镜焦距的测量实验
透镜焦距的测量实验标题：透镜焦距的测量实验及其应用和专业性角度引言：透镜焦距的测量实验是物理学中一项关键的实验，它既有理论上的重要性，也具有广泛的应用领域。
本文将详细介绍透镜焦距的测量实验的步骤和方法，并探讨它在实际应用中的重要性和其他专业性角度。
一、透镜焦距的测量实验准备：1. 材料准备：- 一个凸透镜和一个凹透镜- 一条光源、一块白纸和一架灯座- 一个透镜架和一支测量焦距的尺子2. 实验装置搭建：- 将光源放置在灯座上，并将白纸固定在透镜架的一个端点上- 在透镜架的另一个端点上安装透镜- 调整透镜到合适位置，使光线通过透镜后能在白纸上形成清晰的像二、透镜焦距的测量实验过程：1. 测量凸透镜的焦距：- 调整灯座和白纸的位置，使得光线平行射入凸透镜，并在白纸上形成清晰的像- 移动白纸和灯座的位置，使得像的大小适中- 测量透镜与白纸的距离，并记录下来- 重复实验，取多个测量值，计算平均值作为凸透镜的焦距2. 测量凹透镜的焦距：- 调整灯座和白纸的位置，使得光线经过凹透镜后呈现出平行光的形式- 移动白纸和灯座的位置，使得形成的像处于最清晰位置- 测量透镜与白纸的距离，并记录下来- 重复实验，取多个测量值，计算平均值作为凹透镜的焦距三、透镜焦距的测量实验应用：1. 透镜光学系统设计：- 透镜焦距的测量作为透镜光学系统设计的基础- 在光学仪器的设计中，测量透镜的焦距可用于确定透镜的最佳位置和角度2. 成像原理研究：- 透镜焦距的测量实验可帮助我们理解透镜的成像原理- 通过实验测量，可以直观地观察到光线经过透镜后的折射现象，进而深入理解光的传播和成像原理3. 光学仪器校准：- 透镜焦距的测量实验在光学仪器的校准中具有重要意义- 透镜焦距的准确测量可以帮助我们进行光学仪器的校准和调整，确保其测量结果的准确性和可靠性四、透镜焦距的测量实验的专业性角度：1. 误差分析和处理：- 在实验中，我们需要考虑各种误差因素的影响，并进行恰当的误差分析- 通过使用多次实验测量并计算平均值，可以提高实验结果的准确性和可信度2. 光学仪器的精密度要求：- 透镜焦距的测量实验对于光学仪器的精密度要求较高- 为了确保实验结果的可靠性，我们需要使用精密的透镜和测量工具，并严格控制实验环境中的干扰因素3. 理论模型的应用和验证：- 透镜焦距的测量实验可以用来验证光学中的理论模型- 通过与理论计算结果进行比较，可以评估实验结果的可靠性，并进一步深入理解光学定律的应用和适用范围结论：透镜焦距的测量实验是一项重要的物理实验，它不仅为光学系统设计提供基础数据，还有助于研究成像原理和光学仪器的校准。
测透镜焦距实验报告
测透镜焦距实验报告测透镜焦距实验报告引言：透镜是光学实验中常见的器材之一，它通过折射和反射光线来实现光学成像。
在本次实验中，我们将探究透镜的焦距，并通过实验测量的方法来验证理论计算的准确性。
实验目的：1. 理解透镜的定义和基本原理；2. 通过实验测量的方法，测定透镜的焦距；3. 比较实验结果与理论计算值的差异，分析其原因。
实验器材：1. 凸透镜；2. 凹透镜；3. 光源；4. 屏幕；5. 尺子；6. 实验台。
实验步骤：1. 将实验台放置在平稳的桌面上，并确保光源、透镜和屏幕之间的距离合适。
2. 将凸透镜放置在实验台上，并调整其位置，使其与光源和屏幕处于同一直线上。
3. 打开光源，调整其亮度和位置，确保光线能够通过透镜并成像在屏幕上。
4. 移动屏幕，寻找到透镜的焦点位置，即屏幕上出现最清晰的像。
5. 使用尺子测量透镜与屏幕之间的距离，并记录下来。
6. 重复上述步骤，使用凹透镜进行相同的实验。
实验结果与分析：通过实验测量，我们得到了凸透镜和凹透镜的焦距分别为f1和f2。
根据光学公式，我们可以计算出透镜的理论焦距f0。
比较实验结果与理论计算值的差异，可以发现两者之间存在一定的偏差。
这种偏差可能是由多种因素引起的。
首先，实验中的测量误差是不可避免的。
尺子的读数误差、光线的折射误差等都会对实验结果产生影响。
其次，透镜的制造和使用过程中也存在一定的误差。
透镜的形状、材料等因素都会对焦距产生影响。
此外，实验中的环境因素，如光源的亮度和稳定性，也可能对实验结果产生一定的影响。
为了提高实验结果的准确性，我们可以采取以下措施。
首先，使用更精密的测量工具，如显微镜或激光测距仪，来测量透镜与屏幕之间的距离。
其次，使用更高质量的透镜，减小透镜本身的误差。
最后，保持实验环境的稳定，确保光源的亮度和稳定性。
结论：通过本次实验，我们深入了解了透镜的基本原理和焦距的概念。
通过实验测量和理论计算，我们可以得到透镜的焦距，并比较两者的差异。
透镜焦距的测定实验报告
透镜焦距的测定实验报告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。
实验结果表明，透镜的焦距与透镜与屏幕之间的距离和透镜与光源之间的距离有关。
同时，我们还观察到不同位置的透镜成像特点。
透镜焦距的测定对于光学实验和光学仪器的设计都具有重要意义。
通过准确测量透镜的焦距，我们可以更好地了解透镜的性能，并为实际应用提供参考。
此外，透镜焦距的测定还可以帮助我们理解光学成像原理，为光学研究提供基础。
光学基础实验--透镜焦距测量不确定度
光学基础实验数据表
一、凸透镜（C 透镜）焦距的测量
1.“物距—像距”法
的不确定度
像距v 的
不确定度
焦距f 的 不确定度
2. 自准法
透镜位置的不确定度
焦距f 的不确定度
注：在进行不确定度计算时，认为测量结果分布满足t 型分布；不考虑物屏和像屏的仪器误差，也不考虑透镜的仪器误差，只计入测量位置的不确定带来的误差。
3. 共轭法
二、凹透镜（D透镜）焦距的测量
注:此表中的物位置是指凸透镜第一次成像的位置；表中像位置是指凹透镜成的像的位置。
2. 自准法
三、景深的测量（用C透镜）
光阑孔径与景深的关系：
四、透镜像差的观测（用C透镜）
1. 观测透镜的色差
红色像的位置：X1 = 蓝色像的位置：X2 =
透镜对红光与蓝光的色差：︱X2- X1︳=
2. 观测透镜的球差
中心孔像的位置：X1 = 边缘环像的位置：X2 =
透镜的球差：︱X2- X1︱=。
透镜焦距的测定
实验4—1 薄透镜焦距的测定【实验原理】透镜焦距的大小是标志其光学性能很重要的物理量。
根据薄透镜成象公式：（4—1—1）得（4—1—2）式中u为物距，为象距，为透镜得第二焦距。
各量正负可有符号法则来决定：距离从透镜光心起，取与光进行方向一致为正，相反为负。
只要测得u、，即可求出焦距。
测量凸透镜的第二焦距有下列几种方法：1．自准直法测量凸透镜焦距如图4－1－１所示，当以狭缝光源作为物放在透镜的第一焦平面上时，由发出的光经透镜后将形成平行光。
如果在透镜后面放一个与透镜光轴垂直的平面反射镜，则平行光经反射，将沿着原来的路线反方向进行，并成像在狭缝平面上。
狭缝与透镜之间的距离，就是透镜的第二焦距。
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调焦的目的，所以称自准直法。
2．公式法测量凸透镜焦距由（4—1—1）式可知，测出物距u、象距便可求出凸透镜的焦距，要求凸透镜的象为实象，则是可测的，故可求。
但这种方法误差较大。
3．二次成像法测量凸透镜焦距（08，09年两年涉及，00-04年也出过实验题）利用凸透镜物、像共轭对称成像的性质物与像的位置可以互移，如图4－1－2（）所示。
其中（）图中处于物点的物体经凸透镜在像点处成像P，这时物距为，像距为。
若把物点移到图4－1－2（）中的点，那么该物体经同一凸透镜成像于原来的物点，即像点将移到图4－1－2（）中的点。
于是，图4－1－2（）中的物距和像距分别是图4－1－2（）中的像距和物距，即物距，像距。
这就是“物像共轭对称”。
设（物屏和像屏之间的距离为）。
根据上面的共扼法，如果物与像的位置不调换，那么，物放在处，凸透镜L 放在处，所成一倒立放大实像在处；将物不动，凸透镜放在处，所成倒立缩小的实像也在处，如图4－1－3所示。
由图可知，或。
于是可得方程组解方程组得（4—1—3）该式是共轭法测量凸透镜焦距的公式。
由于是通过移动透镜两次成像而求得的，所以，这种方法又称二次成像法。
透镜焦距测量与光学设计报告
《薄透镜焦距的测定》实验报告【实验目的】1、观察薄凸透镜、凹透镜的成像规律；2、学习光路的等高共轴和消视差等分析调节技术；3、学习几种测量焦距的方法：如成像法、自准法、共轭法测凸透镜焦距；成像法、自准法测凹透镜焦距。
4、观察透镜的像差。
【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。
【实验原理】一、凸透镜焦距的测量1.自准法：2.成像法：在近轴光线的条件下，薄透镜成像的高斯公式为1s′−1s=1f′当将薄透镜置于空气中时，那么焦距为：3.共轭法二、凹透镜焦距的测定【实验步骤】【实验数据】一、凸透镜焦距的测定1.自准法：1、厚凸透镜：根据公式f =s ,所以焦距即为物屏到透镜之间的距离。
所以焦距平均值为f =5.70+6.00+5.503=5.73cm 。
任意一次测量的标准差为 σ=√∑(f −f )2312=0.00246，仪器的误差为0.01，所以焦距不确定度为A 类：∆A =σA =0.00246cm ,B 类：∆B =σB =0.01cm于是焦距的合成不确定度为μf =√(∆A 2+∆B 2)=0.0103cm相对不确定度为μrf =μf f ×100%=0.18% 测量结果表达式为：{f =(5.73±0.0103)cmμrf =0.18%2、薄凸透镜：根据公式f =s ,所以焦距即为物屏到透镜之间的距离。
所以焦距平均值为f =21.70+21.10+21.203=21.34cm 。
任意一次测量的标准差为 σ=√∑(f −f )2312=0.00321cm ，仪器的误差为0.01，所以焦距不确定度为A 类：∆A =σA =0.00321cm ,B 类：∆B =σB =0.01cm于是焦距的合成不确定度为μf =√(∆A 2+∆B 2)=0.0105cm相对不确定度为μrf =μf f ×100%=0.049% 测量结果表达式为：{f =(21.34±0.0105)cmμrf =0.049%2.成像法：计算过程： 1、厚凸透镜成像法公式为：f =−8.04−8.90−8.113=-8.35cm,f =ss′s−s ′=-8.35cm 求偏导：ðlnf ðs=−s ′2s (s−s ′)2=-0.2547.ðlnfðs ′=−s 2s ′(s−s ′)2=-0.00276S 的标准偏差为σ=√∑(f −f )2312=0.0023不确定度u1=√∆A 2+∆B 2=√(0.0023)2+(0.01)2=0.0102S ’的标准偏差为σ=√∑(f −f )2312=0.03不确定度u2=√∆A 2+∆B 2=√(0.03)2+(0.01)2=0.0316总不确定度u=√u A 2+u B 2=√(0.0102)2+(0.0316)2=0.0332μrf =μff =√(−s ′2s (s−s ′)2∗u1)2+(−s 2s ′(s−s ′)2∗u2)2=√(−0.2547)2+(−0.00276)2=0.00258=0.258%所以焦距为{f =(−8.35±0.0332)cmμrf =0.0258%2、薄凸透镜成像法公式为：f =−22.07−22.03−22.133=-22.07cm,f =ss ′s−s ′=-22.07cm求偏导：ðlnf ðs=−s ′2s (s−s ′)2=-0.093.ðlnfðs ′=−s 2s ′(s−s ′)2=-0.0537S 的标准偏差为σ=√∑(f −f )2312=0.0045不确定度u1=√∆A 2+∆B 2=√(0.0045)2+(0.01)2=0.0012S ’的标准偏差为σ=√∑(f −f )2312=0.021不确定度u2=√∆A 2+∆B 2=√(0.021)2+(0.01)2=0.023总不确定度u=√u A 2+u B 2=√(0.0012)2+(0.021)2=0.0542μrf =μff =√(−s ′2s (s−s ′)2∗u1)2+(−s2s ′(s−s ′)2∗u2)2=√(−0.2547)2+(−0.00276)2=0.00113=0.113%所以焦距为{f =(−22.07±0.0542)cmμrf =0.113%1、 厚透镜 因为根据公式f ′=D 2−d 24D=5.62cm求偏导：ðlnfðD =（D 2−d 24D）*(1/4+d 24D 2)=0.021,ðlnf ðd=（D 2−d 24D）*(8dD(D 2−d 2)2)=0.065D 的标准偏差为σ=√∑(f −f )2312=0.0039不确定度u1=√∆A 2+∆B 2=√(0.0039)2+(0.01)2=0.0107d 的标准偏差为σ=√∑(f −f )2312=0.0403不确定度u2=√∆A 2+∆B 2=√(0.0403)2+(0.01)2=0.0172总不确定度u=√u A 2+u B 2=√(0.0107)2+(0.0403)2=0.0416μrf =μf f =√(（D 2−d 24D）∗(14+d 24D 2)∗u1)2+(（D 2−d 24D）∗(8dD(D 2−d 2)2)∗u2)2=0.00224=0.224%所以焦距为{f =(−5.62±0.0416)cm μrf =0.0224%2、 薄透镜 因为根据公式f ′=D 2−d 24D=21.22cm求偏导：ðlnf ðD=（D 2−d 24D）*(1/4+d 24D2)=0.036,ðlnf ðd=（D 2−d 24D）*(8dD(D 2−d 2)2)=0.0621D 的标准偏差为σ=√∑(f −f )2312=0.0011不确定度u1=√∆A 2+∆B 2=√(0.0011)2+(0.01)2=0.0101d 的标准偏差为σ=√∑(f −f )2312=0.0794不确定度u2=√∆A 2+∆B 2=√(0.0794)2+(0.01)2=0.0800总不确定度u=√u A 2+u B 2=√(0.0101)2+(0.0800)2=0.0806μrf =μf f =√(（D 2−d 24D）∗(14+d 24D2)∗u1)2+(（D 2−d 24D）∗(8dD(D 2−d2)2)∗u2)2=0.00224=0.224%所以焦距为{f =(−21.22±0.0806)cm μrf =0.036%二、凹透镜焦距的测定 2.成像法：计算过程：凹透镜：成像法公式为：f =−15.68−14.80−14.583=-15.02cm,f =ss ′s−s ′=-15.02cm求偏导：ðlnf ðs=−s ′2s (s−s ′)2=-0.775.ðlnfðs ′=−s 2s ′(s−s ′)2=-0.0406S 的标准偏差为σ=√∑(f −f )2312=0.0016不确定度u1=√∆A 2+∆B 2=√(0.775)2+(0.01)2=0.0776S ’的标准偏差为σ=√∑(f −f )2312=0.016不确定度u2=√∆A 2+∆B 2=√(0.016)2+(0.01)2=0.0316总不确定度u=√u A 2+u B 2=√(0.0306)2+(0.0776)2=0.0834μrf =μff =√(−s ′2s (s−s ′)2∗u1)2+(−s2s ′(s−s ′)2∗u2)2=0.0128=1.28%所以焦距为{f =(−8.35±0.0316)cmμrf =1.28%【注意事项】 【思考题】1. 如会聚透镜的焦距大于光具座的长度，试设计一个实验，在光具座上能测定它的焦距。
透镜焦距的测定实验报告
透镜焦距的测定实验报告实验名称：透镜焦距的测定实验实验目的：1.通过实验掌握测量凸透镜和凹透镜焦距的方法；2.学习使用透镜公式计算透镜的焦距；3.加深对凸透镜和凹透镜焦点的理解。
实验仪器：1.凸透镜2.凹透镜3.光屏4.物体（例如光源）实验原理：当一束平行光通过凸透镜或凹透镜后，会会聚或发散，光线会汇聚于一点或发散自一点，该点就是透镜的焦点。
焦距是指从透镜光心到焦点的距离，通常用字母"f"表示。
实验步骤：1.将凸透镜放置在光屏和光源之间，调整透镜与光源之间的距离，使得在光屏上出现一个清晰的光斑。
2.测量透镜与光屏之间的距离，并记录下来，记作"D"。
3.移动光源，调整使得光斑在光屏上的位置发生变化。
再次测量透镜与光屏之间的距离，并记录下来，记作"D'"。
4.重复上述步骤2和步骤3，取多组不同的数据。
数据处理：由于凸透镜的焦点在透镜的正面，根据透镜公式可得：1/f=（1/D）+（1/D'）其中，f为透镜焦距，D为透镜与光屏之间的距离，D'为调整后的透镜与光屏之间的距离。
根据实验数据，利用透镜焦距计算公式计算焦距，并计算出平均值。
实验结果：凸透镜的测量数据如下：光屏位置变化次数，透镜与光屏间距D/cm ，透镜与光屏间距D'/cm1，60.0，45.02，70.0，33.83，55.0，48.24，80.0，28.05，90.0，25.0根据上述数据，利用透镜焦距计算公式进行计算，具体计算过程如下：对于数据组1：1/f = （1/D）+ （1/D'）= (1/60.0) + (1/45.0) = 0.0167 + 0.0222 = 0.0389，f = 1/0.0389 = 25.6 cm对于数据组2：1/f = （1/D）+ （1/D'）= (1/70.0) + (1/33.8) = 0.0143 + 0.0295 = 0.0438，f = 1/0.0438 = 22.8 cm对于数据组3：1/f = （1/D）+ （1/D'）= (1/55.0) + (1/48.2) = 0.0182 + 0.0207 = 0.0389，f = 1/0.0389 = 25.6 cm对于数据组4：1/f = （1/D）+ （1/D'）= (1/80.0) + (1/28.0) = 0.0125 + 0.0357 = 0.0482，f = 1/0.0482 = 20.7 cm对于数据组5：1/f = （1/D）+ （1/D'）= (1/90.0) + (1/25.0) = 0.0111 + 0.0400 = 0.0511，f = 1/0.0511 = 19.6 cm经过计算可得凸透镜的平均焦距为：(25.6+22.8+25.6+20.7+19.6)/5 = 22.86 cm。
透镜焦距的测定与光学设计说明
大学物理实验报告课程名称：大学物理实验实验名称：透镜焦距测量与光学设计学院：专业班级：学生：学号：实验地点：座位号：实验时间：一、实验目的：1.观察薄凸透镜、凹透镜的成像规律。
2.学习测量焦距的方法：自准法、物像法、共轭法测凸透镜焦距；辅助成像测凹透镜焦距。
3.通过实验掌握望远镜和显微镜的基本原理，并在导轨和光具座上用透镜自组望远镜和显微镜。
4.通过实际测量了解显微镜、望远镜的主要光学参量。
5.了解视觉放大率的概念并学习其测量方法。
二、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1.0%~5.0%。
图1 自准直法测焦距 图2 物距像距法测焦距3.共轭法测量凸透镜焦距如果物屏与像屏的距离b 保持不变,且b>4f,在物屏与像屏间移动凸透镜,可两次成像.当凸透镜移至O 1处时,屏上得到一个倒立放大实像,当凸透镜移至O 2处时,屏上得到一个倒立缩小实像,由共轭关系结合焦距的高斯公式得:实验中测得a 和b,就可测出焦距f.光路如上下图所示:4.凹透镜（辅助成像）：如下图所示，在没有凹透镜时，物AB 经凸透镜1L 后将成实像A`B`，在1L 和B`A`间插入凹透镜2L 后，B`A`便称为了2L 的物，但不是实物，而为虚物。
实验三自准直法测量透镜焦距实验
实验仪器
其读数方法和螺旋测微器差不多，毫米以上的刻度在固定套管 上直接读出；毫米以下的刻度在鼓轮上读出。 读数鼓轮每旋转一周， 叉丝移动1mm，鼓轮上有100个分格，故每一格对应的读数为 0.01mm，再估读一位。实验中有两种测微目镜,不同之处在于鼓轮 刻度如同所示.
012345678
双基准线，测量时， 此线夹住待测刻线时 读数，整数位在视野 中读取，小数位在鼓
实验目的和教学要求
了解平行光管的结构，掌握平行光管的 学习使用平行光管测定薄透镜的焦距。
实验仪器
2
4
5
6
13
7 8
1.物镜组 2. 十 字 旋 3.底 手座 4 .镜 管
5.分划板调6.节 照螺 明钉 灯 7.变 座压 8 器 .插 头
5W-F550型平行光管的结构图
轮上读取
竖线为基准线，测 量时，竖线对准读 数，数值均在鼓轮 上读取。注意：整
数位是反的。
10 5 0
4.059mm （a）
5 10
70 75 80
3.737mm （b）
实验仪器
(1) 测量时，鼓轮应沿同一方向旋转，不得中途反向，以避免空
(2) 被测量物的线度方向必须与基准线方向平行，否则会引入系
思考
如果将测微目镜换成测量显微镜， 测量公式如何？
f1
h1
h
f
实验内容与步骤
（一）实验中平行光管已调整好，不再需要调节。－－请验证。 （二）测量凸透镜的焦距
１）将被测凸透镜置于平行光管的前方，在透镜的前方放上测微 目镜，调节平行光管、被测凸透镜和测微目镜，使它们大 致在同一光轴上，尽量让测微目镜拉近到实验人员方便观 察的位置。
２）将玻罗板放入平行光管中，罩上直筒形光源。 ３）转动测微目镜的调节螺丝，直到从测微目镜里面能看到清晰
透镜焦距测量实验报告
透镜焦距测量实验报告透镜焦距测量实验报告姓名：陈岩松学号：5501215012班级：2015级本硕实验班学院：高等研究院一、实验目的：1.加深理解薄透镜成像规律，观察凹透镜成像规律，测量虚像位置。
2.学习策略焦距方法：成像法，自准法，共轭法，测凹透镜焦距。
3.通过实验了解望远镜和显微镜的基本原理，掌握其使用方法。
4.通过实际测量，了解显微镜，望远镜的主要光学参数。
5.了解视放大率等概念并学习其测量方法，并能进行测量。
二、实验原理：1.凹透镜焦距测定（1）自准法：如图所示，在待测透镜L一侧放置杯光源照射的物屏AB，另一侧放平面反射镜M，移动透镜，当物屏AB正好位于凸透镜之前的焦平面时，AB任一点发出的光线经透镜折射后变成平行光线，被平面反射镜反射回来，再经透镜折射后，仍聚在焦平面上，形成一个与原物大小相等方向相反的倒立实像B'，此时物屏与透镜的距离就是焦距A'sf =（2）成像法：在近轴光线条件下，薄透镜成像高斯公式：f s s '=-'111 将薄透镜置于空气中时，焦距为'''s s ss f f -=-= F '为像方焦距，f 为物方焦距，s '为像距，s 为物距（3）共轭法：使物屏距离f D 4>保持不变，沿光轴方向移动透镜，必能在像屏上观察到二次成像。
设物距为1s 时，得放大倒立实像，物距为2s 时得缩小倒立实像，透镜两次成像之间位移为d 根据透镜公式，推得：Dd D f 422-='2.凹透镜焦距测定成像法：使物AB 发出的光线经凸透镜1L 后形成大小适中的实像''B A ，然后在1L 和''B A 放入待测凹透镜2L ，就能使虚物''B A 产生实像""B A ，分别测出2L 到''B A 和""B A 距离2S 和'2S ,根据'''s s ss f f -=-=求出2L 像方焦距'2f 。
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南昌大学物理实验报告
课程名称：大学物理实验
实验名称：透镜焦距测量与光学设计学院：专业班级：
学生姓名：学号：
实验地点：座位号：
实验时间：
二、实验原理：
1．测凸透镜焦距
（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。
移动透镜位置可以变化物距大小，当物距正好是透镜焦距时，物上任意一点发出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种与原物大小相等倒立实像。
这时物屏到凸透镜光心距离即为此凸透镜焦距。
（2）物距像距法
如图2所示，用屏上“1” 字矢孔作为发光物，通过凸透镜折射后成像在另一侧观测屏上。
在实验中测得物距u 和像距v ，则凸透镜焦距为
v
u uv
f +=
用自准直法和物距像距法测凸透镜焦距时，都必要考虑如何拟定光心位置。
光线从各个方向通过凸透镜中一点而不变化方向，这点就是该凸透镜光心。
凸透镜光心普通与它几何中心不重叠，因而光心位置不易拟定，因此上述两种办法用来测定凸透镜焦距是不够精确，误差约为1.0%~5.0%。
图1 自准直法测焦距 图2 物距像距法测焦距
3.共轭法测量凸透镜焦距
如果物屏与像屏距离b 保持不变,且b>4f,在物屏与像屏间移动凸透镜,可两次成像.当凸透镜移至O 1处时,屏上得到一种倒立放大实像,当凸透镜移至O 2处时,屏上得到一种倒立缩小实像,由共轭关系结合焦距高斯公式得:
实验中测得a 和b,就可测出焦距f.光路如上下图所示:
4.凹透镜（辅助成像）：
如下图所示，在没有凹透镜时，物AB 经凸透镜1L 后将成实像A`B`，在1L 和B`A`间插入凹透镜2L 后，B`A`便称为了
2L 物，但不是实物，而为虚物。
对2L 而言，物距A`O`。
该虚物由凹透镜2L 再成实像于B``A``,由透镜成像公式
（1）得
'''
f s s ss f -=
-=
5.显微镜原理：
显微镜是用来观测近处细小物体细节重要目视光学仪器吧，它对被观测物体进行了两次放大：第一次是通过物镜将被观测物放不不大于目镜分划板上，在很接近物镜焦点位置上成倒立放大实像；第二次是通过目镜将第一次所成实像再次放大成虚像供眼睛观测，原理如图
因此通过物镜和目镜两次放大，显微镜放大率2
1f f D ⋅∆
=Γ，其中mm D 250=是明视距离。
6.望远镜原理：
望远镜是观测远距离物体光学仪器。
其作用是使通过望远镜所看到物体对眼睛张角不不大于用眼睛直接观测物体张角，从而产生放大感觉。
望远镜由物镜和目镜构成，物镜像方焦点与目镜像方焦点重叠，因而平行光射入望远系统后，仍以平行光射出
（1）开普勒望远镜：
由两个凸透镜构成，物镜像方焦点与目镜像方焦点重叠，望远系统垂直放大率仅仅取决于望远系统构造参量，于物
距无关，即e f f y y
'
'='=
Γ0
（2）伽利略望远镜：
伽利略望远镜是由一种长焦距凸透镜和一种短焦距凹透镜构成，物镜像方焦点与目镜像方焦点重叠其工作原理如图
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、实验内容和环节：
1．共轴调节
参照图3布置光路，放置物屏和像屏，使其间距f D 4>，移动透镜并对它进行高低、左右调节，使两次所成像顶部（或底部）之中心重叠，需重复进行多次调节，方能达
到规定。
2．自准直法测焦距
如图1布置光路，调透镜位置，高低左右等，使其对物
成与物同样大小
实像于物下方，记下物屏和透镜位置坐标0x 和L x 。
图4
3．物距——像距法测焦距
如图2布置光路，固定物和透镜位置，使它们之间距离约为焦距2倍,移动像屏使成像清晰,调透镜高度，使物和像中点等高,左右调节透镜和物屏，使物与像中点连线与光具座轴线平行,用左右逼近法拟定成抱负像时，读像屏坐标,重复测量5次。
五、实验数据与解决：
1.凸透镜 （1）自准法
物 透镜 1145.1
949.5
mm f 6.1955.9491.1145=-=
2.物像法
物B 透镜O 像B ’ 1231.0 932.0 279.0 1200.0 900.0
2480
）（m m 0.2990.9320.12311=-=s ）（m m 0.653932279'
1-=-=s
）（m m 0.3000.9000.12002=-=s ）（m m 0.6520.9000.248'
2-=-=s
由'
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f s s ss f -=-=得。