薄透镜焦距的测量实验报告模板
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。
薄透镜焦距的测定的实验报告
薄透镜焦距的测定的实验报告实验名称:薄透镜焦距的测定实验目的:通过实验测量薄透镜的焦距。
实验原理:对于一个薄透镜,当物体距离透镜足够远(即射线与光轴成很小角度时),可以近似认为射线是平行于光轴的,此时通过透镜的射线在焦点处会汇聚成一点。
因此,我们可以通过测量在不同位置摆放的物体所成像的位置来计算薄透镜的焦距。
实验器材:薄透镜、光屏、白炽灯、物体(可以使用光滑和尺寸适宜的小物体)。
实验步骤:1. 将薄透镜和光源放置在同一光轴上,如图所示。
将光屏放在透镜的另一侧,调整距离使得光屏上能看到透镜清晰的像。
2. 向透镜前摆放一物体(如实验器材所述),同时在光屏上观察到物体的清晰像。
记录物体和透镜之间的距离为S1,物体和其像之间的距离为S2。
3. 移动物体位置,改变物体和透镜之间的距离,再次调整光屏位置,观察到物体在光屏上的清晰像。
记录此时物体和透镜之间的距离为S1’,物体和其像之间的距离为S2’。
4. 重复步骤3,测量不同物体和透镜之间的距离,记录数据。
5. 根据公式:1/f = 1/S1 + 1/S21/f = 1/S1’ + 1/S2’(其中f为薄透镜的焦距)计算所得的焦距,求出其平均值,作为实验结果。
实验注意事项:1. 实验环境应保证良好的光线照明条件,以免影响测量结果。
2. 操作时应注意安全,避免身体或者设备的受伤。
3. 实验期间避免震动和摇晃设备,保证数据的准确性。
实验结果与分析:我们根据实验步骤所述,通过实验测量了多组物体和透镜之间距离的数值,根据公式计算了各组所得的焦距。
最终,我们得到的平均值为10cm(保留两位小数)。
结合实验原理中所述的焦距的概念,我们可以得出,在物体距透镜足够远的情况下,通过测量不同物体与其成像之间距离变化,我们可以比较准确地计算薄透镜的焦距。
同时,从实验结果中我们也可以看出,焦距的数值是一个比较稳定的值,不受物体之间的变化和测量位置的影响,这也说明了焦距是透镜的一个固有特性。
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 $f_1$。
薄透镜的实验报告
一、实验目的1. 了解薄透镜的基本成像规律。
2. 掌握光学系统的共轴调节方法。
3. 学会使用自准直法、物距-像距法测量薄凸透镜的焦距。
4. 了解凹透镜的成像特性。
二、实验原理薄透镜的成像规律可以通过透镜成像公式描述:\[ \frac{1}{f} = \frac{1}{u} + \frac{1}{v} \]其中,\( f \) 为透镜的焦距,\( u \) 为物距,\( v \) 为像距。
自准直法是利用透镜将发散光会聚为平行光,通过反射后再会聚,从而确定透镜的焦距。
物距-像距法是利用透镜成像公式,通过测量物距和像距来计算焦距。
凹透镜对光线具有发散作用,当物体位于凹透镜的焦点之外时,所成的像是虚像。
三、实验仪器1. 薄凸透镜2. 凹透镜3. 自准直仪4. 平面反光镜5. 白炽光源6. 狭缝架7. 物屏8. 刻度尺9. 记录本四、实验步骤1. 共轴调节:将白炽光源、狭缝架、薄凸透镜和物屏依次放置在实验桌上,调整光源和狭缝架的位置,使狭缝光线垂直照射到薄凸透镜上,并通过调节透镜和物屏的位置,使成像清晰。
2. 自准直法测量焦距:- 将平面反光镜放置在薄凸透镜的另一侧,调整其角度,使光线经过透镜后反射回狭缝架上。
- 移动薄凸透镜,使狭缝架上的像与狭缝对齐,此时物距等于焦距,记录薄凸透镜的位置。
- 重复上述步骤三次,求平均值。
3. 物距-像距法测量焦距:- 将物屏放置在薄凸透镜的一侧,调整其位置,使成像清晰。
- 使用刻度尺测量物距和像距,记录数据。
- 重复上述步骤三次,求平均值。
- 根据透镜成像公式计算焦距。
4. 凹透镜成像实验:- 将凹透镜放置在白炽光源和狭缝架之间,调整其位置,使成像清晰。
- 使用刻度尺测量物距和像距,记录数据。
- 分析凹透镜的成像特性。
五、实验结果与分析1. 自准直法测量焦距:- 平均焦距:\( f_{avg} = 0.15 \) m- 测量误差:\( \Delta f = 0.01 \) m2. 物距-像距法测量焦距:- 平均焦距:\( f_{avg} = 0.15 \) m- 测量误差:\( \Delta f = 0.01 \) m3. 凹透镜成像实验:- 成像为虚像,且成像位置与物体位置相反。
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。
薄透镜焦距的测量实验报告
薄透镜焦距的测量实验报告实验目的,通过实验测量薄透镜的焦距,掌握测量薄透镜焦距的方法和技巧。
实验仪器,凸透镜、光具架、物镜、白纸、尺子、平行光源。
实验原理,薄透镜的焦距是指平行光线经过透镜后汇聚或者看似汇聚的位置。
对于凸透镜来说,焦距为正,对于凹透镜来说,焦距为负。
焦距的计算公式为1/f = 1/v + 1/u,其中f为焦距,v为像距,u为物距。
实验步骤:1. 将凸透镜固定在光具架上,调整光具架使得凸透镜与平行光源垂直放置。
2. 在凸透镜的一侧放置一张白纸,调整白纸的位置使得凸透镜的像清晰可见。
3. 测量凸透镜与白纸的距离,即像距v。
4. 移动白纸,使得凸透镜与白纸的距离变化,再次测量像距v。
5. 测量物距u。
实验数据记录与处理:实验一:像距v1 = 20cm,像距v2 = 18cm,取平均值v = (20+18)/2 = 19cm。
物距u = 25cm。
代入公式1/f = 1/v + 1/u,得到焦距f = 47.5cm。
实验二:像距v1 = 15cm,像距v2 = 14cm,取平均值v = (15+14)/2 = 14.5cm。
物距u = 20cm。
代入公式1/f = 1/v + 1/u,得到焦距f = 40cm。
实验结果分析:通过两次实验测量得到的焦距分别为47.5cm和40cm,两次实验结果相差不大,说明实验数据比较准确。
实验中可能存在的误差主要来自于测量距离的精度以及光线的折射等因素。
实验结论:通过本次实验,我们掌握了测量薄透镜焦距的方法和技巧,同时也加深了对薄透镜焦距的理解。
在实际应用中,我们可以通过测量薄透镜的焦距来确定透镜的性质,为光学系统的设计和调试提供重要参考。
总结:本实验通过测量薄透镜的焦距,加深了对光学原理的理解,同时也提高了实验操作的技能。
在今后的学习和科研中,我们将更加熟练地运用光学知识,为科学研究和工程技术的发展贡献自己的力量。
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。
薄透镜焦距实验报告 (2)
薄透镜焦距的测定一、实验目的1、学会调节光学系统使之共轴;2、学习测量薄透镜焦距的几种方法;3、加深对物象公式及薄透镜成象规律的了解和掌握。
二、实验仪器光具座、透镜组、平面镜、学生电源、1字屏、物屏、导线、及其他附件三、实验原理1、利用平行光粗测凸透镜焦距(找焦点):(1)两个依据:(2)成像公式:1/S '—1/S=1/f 当S∝∞时、S'=f2、自准成像法求焦距(1)可逆行:(2)只移动透镜,找重叠,与平面镜的距离无关;3、公式法求焦距公式原理:1/S'—1/S=1/ff=S S'/S—S'4、两次成像法(共轭法或贝塞尔法)求焦距=f Dd D 422- (D ≥4f ) 5、用物象公式求焦距物象公式: ’‘凹SS S S f -⨯=四、实验步骤1、共轴调节步骤(1)按共轴成像(两次成像)按放物、镜、屏位置,目测其高度和共轴;(2)使D >4f ,调节透镜使之两次成像,利用对等调节(左右、高低)物(1字屏)和光屏,使两次成像重合,以达供轴;(3)若固定物点,调节透镜和光屏,步骤相同。
2、自准法:(1)把光源、1字屏、透镜、平面镜顺序按放于光具座;(2)调节各光学元件使其共轴;(3)固定1字屏和平面镜,沿导轨左右移动透镜,使被平面镜反射回来的光线在1字屏的“1” 字附近成一清晰的像;(4)转动平面镜使像和“1”字完全重合,此时“1”字屏到透镜的距离为焦距f ;(5)利用左右逼近读数法,记下5次透镜的位置,求平均值和平均误差。
3、公式求焦距(1)按上放置元件,调共轴;(2)固定1字屏和光屏,用左右逼进法确定成像后透镜的位置,由成像公式求出f ;(3)改变1字屏和光屏间的距离,求三次f ,然后求平均值。
4、两次成像法(1)按上图放置元件,调共轴;(2)固定1字屏和光屏,使D >4f ;(3)用左右逼近法调节两次成像时记下透镜的位置;(4)读出D 、d 从而求出f 。
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′。
实验一薄透镜焦距的测定实验报告
实验一薄透镜焦距的测定实验目的1. 学会调节光学系统使之共轴,并了解视差原理的实际应用2. 掌握薄透镜焦距的常用测定方法; 实验仪器和用具光具座,会聚透镜, 物屏,白屏, 光源实验原理详细见P39-41.实验内容一成像透镜法测透镜焦距1 测量数据表 1 物距、像距测量数据单位:cm测量次序测量量物距S 像距S 焦距ff1-30.00 31.20 15.292 -33.50 27.40 15.07 14.943 -52.00 20.90 14.914 -54.00 19.62 14.395 -27.00 33.90 15.032 像方焦距标准不确定度的分析∑( f i′- f ′)2f ′的 A 类标准不确定度为: U A (f ′) = = 0.15cm(n = 5)n(n-1)B类不确定度: U B(f′) = =0.03cm0.05cmf ′的总标准不确定度为: U C(f′)= U2A(f′)+U2B(f′) = 0.15cm 故测得的透镜的像方焦距为: f ′= (14.94 ±0.15)cm .二透镜两次成像法测焦距1 测量数据表 2 物屏距离L、透镜移动距离 d 的测量数据单位:cm测量次序测量量L d ff1110.00 74.00 15.052100.00 62.94 15.1015.04 398.00 60.91 15.04492.51 54.67 15.05597.00 60.00 14.972B类不确定度: U B(f′)= Δ仪=0.05cm=0.03cm (测量均匀分布取C= 3);f ′的总标准不确定度为: U C(f′)= U2A(f′)+U2B(f′) = 0.04cm故,测得透镜的像方焦距为: f′= (15.04 ±0.04)cm .实验结论误差主要来源于: 一,光线并非严格的满足傍轴条件; 二, 存在差,成最清晰像的位置很难测准;三, 透镜、光屏支架的底座和平行轨道之间的接合不够光滑, 接合处较松动,位置读数误差较大.采用多次测量求平均值可以减少误差, 由测量的不确定度可以确定测量的误差在允许的范围之内f ′的 A 类标准不确定度为U A( f ) 0.02cm(n 5)。
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。
薄凹凸透镜焦距的测量实验报告
薄凹凸透镜焦距的测量实验报告实验目的:测量薄凹凸透镜的焦距。
实验原理:薄凹透镜的中心厚度较薄,可以近似看作光阑。
将一
束光垂直射向薄凹透镜,经过透镜后光线会汇聚在一点,这个点就是
焦点,焦点到透镜的距离就是焦距f。
在实验中,可以通过调整物距和像距,测量焦距。
实验仪器与材料:薄凹透镜、白纸、平面镜、光源、尺子、卡尺、三脚架。
实验步骤:
1.将光源放在三脚架上,使其与水平面成45度角。
2.在光源的对面放置一个白纸,在离光源较远的位置放置薄凹透镜。
3.调节透镜的位置和角度,使其与光线垂直,并找到一个清晰的
像点。
此时测量物距d1和像距d2。
4.改变物体的距离,找到另一个清晰的像点,并测量物距d′1和
像距d′2。
5.计算焦距f。
根据透镜公式,有1/f=1/d1+1/d2=1/d′1+1/d′2。
实验结果:
第一次测量:d1=28.5cm, d2=19cm, d′1=76cm, d′2=12.5cm,
f=18.9cm.
第二次测量:d1=34cm, d2=24.5cm, d′1=80cm, d′2=15cm,
f=20.6cm.
实验结论:本实验通过测量两个不同的物距和像距,成功测定了
薄凹透镜的焦距。
通过对数据的计算,可以看出焦距的数值较稳定,
说明测量的结果很准确,符合理论计算。
同时,本实验还提示我们在
实验中需要认真观察,找到清晰的像点,调整好实验仪器的位置和角度,才能保证实验结果的准确度。
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、学习测量薄透镜焦距的几种方法。
2、加深对薄透镜成像规律的理解。
3、掌握光学实验中的基本测量和读数方法。
二、实验原理1、薄透镜成像公式当物距为$u$,像距为$v$,焦距为$f$ 时,薄透镜成像满足公式:$\frac{1}{u} +\frac{1}{v} =\frac{1}{f}$。
2、自准直法测凸透镜焦距当物屏上的物点位于凸透镜的焦平面时,从物点发出的光线经过凸透镜后变成平行光,若在凸透镜的另一侧放置一个与主光轴垂直的平面镜,平行光经平面镜反射后原路返回,再次通过凸透镜后成像在物屏上,此时物屏到凸透镜的距离即为焦距。
3、物距像距法测凸透镜焦距当物距$u$ 和像距$v$ 都能直接测量时,利用成像公式可计算出焦距$f$ 。
4、共轭法测凸透镜焦距设物与像屏的距离为$L$,移动透镜,在屏上分别得到放大和缩小的像,两次成像时透镜移动的距离为$d$,则凸透镜的焦距为$f=\frac{L^2 d^2}{4L}$。
三、实验仪器光具座、凸透镜、凹透镜、物屏、像屏、光源、平面反射镜等。
四、实验步骤1、自准直法测凸透镜焦距(1)将光源、物屏、凸透镜、平面镜依次放在光具座上,调整它们的高度和共轴。
(2)移动凸透镜,使物屏上的物点发出的光经凸透镜和平面镜反射后在物屏上成像。
(3)记录此时物屏到凸透镜的距离,即为凸透镜的焦距。
2、物距像距法测凸透镜焦距(1)在光具座上依次放置光源、物屏、凸透镜和像屏,使它们共轴。
(2)固定物屏,移动凸透镜和像屏,直到像屏上得到清晰的像。
(3)分别测量物距$u$ 和像距$v$ ,重复测量多次,取平均值。
(4)根据成像公式计算出焦距$f$ 。
3、共轭法测凸透镜焦距(1)将光源、物屏、凸透镜、像屏依次放置在光具座上,使它们共轴,并记下物屏和像屏的位置$x_1$ 和$x_2$ 。
(2)移动凸透镜,在像屏上得到一个清晰的放大像,记下此时凸透镜的位置$x_3$ 。
薄透镜焦距测定物理实验报告
薄透镜焦距测定物理实验报告课程名称:大学物理实验实验名称:薄透镜焦距的测定学院:信息工程学院专业班级:学生姓名:学号:实验地点:基础实验大楼座位号:01实验时间:第77周星期33下午44点开始一、实验目的:1.掌握光路调整的基本方法;2.学习几种测量薄透镜焦距的实验方法;3.观察薄凸透镜、凹透镜的成像规律。
二、实验原理:((一))凸透镜焦距的测定1.自准法如图所示,在待测透镜L的一侧放置一被光源照明的物屏AB,在另一侧放一平面反射镜M,移动透镜(或物屏),当物屏AB正好位于凸透镜之前的焦平面时,物屏AB上任一点发出的光线经透镜折射后,仍会聚在它的焦平面上,即原物屏平面上,形成一个与原物大小相等方向相反的倒立实像。
此时物屏到透镜之间的距离,就是待测透镜的焦距,即由于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聚焦的目的,所以称之为自准法,该法测量误差在之间。
2.成像法在近轴光线的条件下,薄透镜成像的高斯公式为当将薄透镜置于空气中时,则焦距为:式中为像方焦距,为物方焦距,为像距,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和像距,即可用式求出该透镜的焦距。
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。
设物距为时,得放大的倒立实像;物距为时,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: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。
这种方法无需考虑透镜本身的厚度,测量误差可达到。
操作要领:粗测凹透镜焦距,方法自拟。
取D大于。
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。
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。
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通信(1)班赵雯琳1140031 【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。
【实验仪器】光具组(包括滑块、支架),薄透镜,平面反光镜,白炽光源,狭缝架,物屏【实验原理】一、用自准直发测薄透镜的焦距L为透镜,m为平面反射镜,f为透镜的焦距二、用物象关系法测量薄透镜焦距利用透镜成像公式:三、用贝塞尔法(位移法)测量薄透镜焦距(要求l>4f)利用透镜成像原理,当物屏与像屏距离l固定,移动透镜的位置,可在像屏上两次得到清晰的像,一次是放大像p’,一次是缩小像p”,测量透镜的位移量d,根据物象的共轭对称性质,可球的透镜的焦距。
上述各量的关系可得公式为:【实验步骤】1、打开灯源,将灯光滑块固定,并将狭缝板滑块置于灯源前,记录狭缝板的位置。
2、将透镜滑块置于狭缝板前,再将平面镜滑块置于透镜前,形成狭缝板-透镜-平面镜的顺序置于桌面上的刻度尺边缘,固定平面镜的位置。
3、移动透镜的位置,直到反射到狭缝板上的像清晰为止,固定透镜位置,记录透镜位置。
4、移动狭缝板的位置,固定后重复上一步骤,记录上三组数据。
5、撤去平面镜,放上物象板,将狭缝板移回灯源前,调整灯源及狭缝板的位置,使得狭缝板固定在刻度尺上的某一定点。
6、固定透镜位置,移动物象板,使得物象呈现清晰,记录透镜及物象板的位置。
7、改变透镜位置,再次固定,重复上一步骤,记录三组数据。
8、将物象板置于某处,使得l>4f,固定物象板的位置,移动透镜,分别找到放大像和缩小像,分别记录放大与缩小时透镜的位置。
9、改变物象板的位置,不断加大,重复上一步,记录三组数据。
【实验数据】一、自准法平均值f=194.3mm η=2.26%二、物象关系法狭缝板起点为10cm平均值f=19.47cm η=2.45%三、贝塞尔法起点位置10.00cm平均值f=19.52cm η=2.72%【误差分析】1、读数不够精确2、物象的清晰程度肉眼无法做到精确找到。
深圳大学 薄透镜焦距的测量报告模版
指导教师批阅意见:
成绩评定:
预习
(20分)
操作及记录
(40分)
数据处理与结果陈述
(30分)
思考题
(10分)
报告整体
印象
总分
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
报告人:组号:
学号实验地点
实验时间:年月日
提交时间:
一、实验目的
二、实验原理
三、实验仪器:
四、实验内容与步骤:
五、数据记录:
组号:;姓名:
凸透镜焦距的测量---自准法:
测次
透镜位置/cm
平均/cm
物(屏)位置/cm
焦距f/cm
左逼近
右逼近
1
2
3
4
5
6
平均
--
--
--
--
凸透镜焦距的测量---位移法:
测次
物屏位置/cm
像屏位置/cm
D/cm
成放大像时凸透镜位置/cm
成缩小像时凸透镜位置/cm
d/cm
f =(D*D-d*d)/4D
/cm
1
2
3
4
5
6
平均
--
--
--
--
--
--
凹透镜焦距的测量---物距像距法:
测次
凸透镜成像(虚物)位置/cm
凹透镜位置/cm
虚物经凹透镜成像位置/cm
1
2
3
4
5
6
六、数据处理:(注:原始数据抄入正文(2分))
1.分别计算自准法和位移法测量的凸透镜焦距,结果以 表示。
2.根据记录的数据,求出凹透镜成像时的物距,像距,然后根据透镜公式计算凹透镜焦距,结果以 表示。
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