薄透镜参数测量报告

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测薄透镜焦距实验报告

测薄透镜焦距实验报告

测薄透镜焦距实验报告测薄透镜焦距实验报告引言:光学是一门研究光的传播规律和光与物质相互作用的学科,而透镜则是光学实验中常见的工具。

透镜的焦距是透镜的一个重要参数,测量透镜焦距的实验是光学实验中的基础实验之一。

本实验旨在通过测量薄透镜的焦距,加深对透镜的理解,并巩固光学知识的应用。

实验目的:1. 学习使用凸透镜和凹透镜;2. 掌握测量薄透镜焦距的方法;3. 理解薄透镜的成像原理。

实验器材:凸透镜、凹透镜、光屏、小孔屏、白纸、尺子、光源等。

实验原理:薄透镜是一种厚度相对较小的透镜,它可以分为凸透镜和凹透镜两种。

凸透镜具有收敛光线的作用,而凹透镜则具有发散光线的作用。

在实验中,我们将使用凸透镜进行测量。

根据薄透镜成像原理,我们知道,当光线通过凸透镜时,会发生折射和聚焦,形成实像或虚像。

焦距是指光线经过透镜后聚焦成像的距离。

在实验中,我们将通过测量透镜的焦距,来验证透镜成像的原理。

实验步骤:1. 将凸透镜放置在透镜架上,调整透镜与光源之间的距离,使得透镜能够接收到光源发出的光线。

2. 在透镜的一侧放置一个小孔屏,调整小孔屏的位置,使得通过小孔屏的光线能够通过透镜。

3. 在透镜的另一侧放置一个光屏,调整光屏的位置,使得通过透镜折射的光线能够在光屏上形成清晰的像。

4. 使用尺子测量透镜与小孔屏、透镜与光屏之间的距离,记录下这些距离。

5. 移动小孔屏和光屏的位置,再次调整光线的入射角度,使得透镜能够形成更清晰的像。

6. 重复步骤4和步骤5,测量多组数据。

实验数据处理:根据实验数据,我们可以计算出透镜的焦距。

根据薄透镜成像公式:1/f = 1/v - 1/u其中,f是焦距,v是像距,u是物距。

根据实验数据,我们可以代入公式,求解焦距。

实验结果与讨论:根据实验数据处理的结果,我们可以得出凸透镜的焦距为X。

通过对比理论值和实验值,我们可以发现实验值与理论值的误差较小,说明实验结果较为准确。

在实验中,我们还可以观察到透镜成像的特点。

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

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

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

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

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

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

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。

薄透镜实验报告

薄透镜实验报告

薄透镜实验报告一、实验目的1、加深对薄透镜成像规律的理解。

2、学会测量薄透镜的焦距。

3、掌握光路的调节和测量方法。

二、实验原理1、薄透镜成像公式当物距u、像距v 和焦距f 满足以下公式时,薄透镜能成清晰的像:1/u + 1/v = 1/f 。

2、自准直法测凸透镜焦距将物放在凸透镜的焦平面上,经透镜折射后,光线成为平行光。

若在透镜后放一与主光轴垂直的平面镜,反射光将沿原路返回,再次通过透镜后在原物平面上成像。

此时,物与像之间的距离即为透镜的焦距 f。

3、物距像距法测凸透镜焦距通过改变物距 u 和像距 v ,分别测量多组数据,代入成像公式计算出焦距 f,然后取平均值。

三、实验仪器光具座、凸透镜、凹透镜、蜡烛、光屏、火柴等。

四、实验步骤1、仪器调整将光具座放置在水平桌面上,依次安装光源(蜡烛)、凸透镜、光屏,并使它们的中心大致在同一高度。

2、自准直法测凸透镜焦距(1)将凸透镜固定在光具座的某一位置,在凸透镜前放置一垂直于主光轴的物屏(如带有箭头的小纸片),并使物屏与凸透镜之间的距离略大于焦距。

(2)在凸透镜的另一侧放置一平面镜,使平面镜与主光轴垂直。

(3)移动光屏,直到在物屏上看到清晰的、与物等大的倒立实像。

此时,物屏与凸透镜之间的距离即为凸透镜的焦距 f。

3、物距像距法测凸透镜焦距(1)将蜡烛放置在光具座的一端,凸透镜放置在中间位置,光屏放置在另一端。

(2)点燃蜡烛,调整凸透镜和光屏的位置,使光屏上出现清晰的蜡烛火焰的像。

记录此时的物距 u 和像距 v 。

(3)改变蜡烛的位置,重复上述步骤,测量多组 u 和 v 的值。

4、测凹透镜焦距(1)先将凸透镜固定在光具座上,使凸透镜与光屏之间的距离大于凸透镜的焦距。

(2)在凸透镜与光屏之间插入凹透镜,移动光屏,直到光屏上再次出现清晰的像。

(3)记录此时凸透镜与凹透镜之间的距离 d 以及光屏与凹透镜之间的距离 v 。

(4)根据公式 1/f = 1/v 1/u (其中 u = d v )计算凹透镜的焦距f 。

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、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

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$x_3$ 。

透镜参数的测量实验报告

透镜参数的测量实验报告

透镜参数的测量实验报告一、实验目的本实验旨在通过测量透镜的焦距、物距和像距,计算出透镜的折射率和曲率半径,并掌握透镜参数的测量方法。

二、实验原理1. 透镜焦距的测量方法(1)自然法:将凸透镜放在太阳光下,调整屏幕位置,使得光线通过透镜后汇聚在屏幕上,在屏幕上可以看到一个明亮点,此时屏幕到透镜的距离即为焦距。

(2)迎光法:将凸透镜放在光源前方,调整物体位置和屏幕位置,使得光线通过透镜后汇聚在屏幕上,在屏幕上可以看到一个明亮点,此时物体到透镜的距离即为焦距。

2. 透镜折射率和曲率半径的计算方法根据薄透镜成像公式:1/f = (n-1)(1/R1-1/R2)其中f为焦距,n为介质折射率,R1和R2分别为两个球面曲率半径。

当R1或R2趋近于无穷大时,对应的曲率半径可以忽略不计。

三、实验器材和药品1. 凸透镜2. 光源3. 屏幕4. 尺子四、实验步骤1. 使用自然法测量透镜焦距:将凸透镜放在太阳光下,调整屏幕位置,使得光线通过透镜后汇聚在屏幕上,在屏幕上可以看到一个明亮点,此时屏幕到透镜的距离即为焦距。

2. 使用迎光法测量透镜焦距:将凸透镜放在光源前方,调整物体位置和屏幕位置,使得光线通过透镜后汇聚在屏幕上,在屏幕上可以看到一个明亮点,此时物体到透镜的距离即为焦距。

3. 计算折射率和曲率半径:根据薄透镜成像公式计算出折射率和曲率半径。

其中折射率可以通过已知的介质折射率来计算,曲率半径可以根据实验中测量得到的焦距和物距或像距来计算。

4. 重复以上步骤多次,取平均值作为最终结果。

五、实验注意事项1. 实验时要注意光线的准直和透镜的位置,以保证测量结果的准确性。

2. 实验中要注意安全,避免直接用眼睛观察光源。

3. 实验结束后要将实验器材清洗干净并妥善保存。

六、实验结果和分析通过多次测量得到透镜焦距的平均值为20cm,介质折射率为1.5。

根据薄透镜成像公式计算得到透镜曲率半径为30cm。

实验结果与理论值基本一致,说明实验方法可靠。

测薄透镜焦距实验报告

测薄透镜焦距实验报告

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。

二、实验原理薄透镜的焦距是指透镜中心到焦点的距离。

测量薄透镜焦距的方法主要有以下几种:1. 自准直法:利用透镜成像原理,当物距等于焦距时,物体通过透镜成像后,像与物体大小相等,且为实像。

通过测量物体与像的距离,即可计算出焦距。

2. 物距像距法:根据透镜成像公式,当物距u和像距v确定时,可以计算出焦距f。

公式为:1/f = 1/u + 1/v。

3. 贝塞尔法(位移法):在物距大于4倍焦距的条件下,移动透镜位置,使像屏上出现两次清晰的像,一次为放大像,一次为缩小像。

测量透镜的位移量,根据物像的共轭对称性质,可以计算出焦距。

三、实验仪器1. 光具组(包括滑块、支架)2. 薄透镜3. 平面反光镜4. 白炽光源5. 狭缝架6. 物屏7. 刻度尺四、实验步骤1. 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,使得狭缝板上的像清晰。

6. 移动透镜的位置,使像屏上出现两次清晰的像,一次为放大像,一次为缩小像。

记录透镜的位置和像屏的位置。

7. 根据实验数据,计算透镜的焦距。

五、实验数据及结果1. 狭缝板位置:10cm2. 透镜位置与狭缝板距离:a. 第一次:20cmb. 第二次:25cmc. 第三次:30cm3. 物象板位置与透镜距离:a. 放大像:50cmb. 缩小像:75cm4. 计算透镜焦距:a. 自准直法:f = 10cmb. 物距像距法:f = 15cmc. 贝塞尔法:f = 20cm六、实验分析1. 通过实验,掌握了测量薄透镜焦距的基本方法,包括自准直法、物距像距法和贝塞尔法。

薄膜透镜实验报告

薄膜透镜实验报告

一、实验目的1. 理解薄膜透镜的原理和特性。

2. 掌握薄膜透镜的制备方法。

3. 通过实验验证薄膜透镜的光学性能,如焦距、透射率和成像质量等。

4. 分析薄膜透镜在实际应用中的优势与局限性。

二、实验原理薄膜透镜是一种利用薄膜光学原理制成的透镜,其由多层介质薄膜构成,通过光在薄膜界面上的反射和折射产生成像效果。

薄膜透镜具有以下特点:1. 纳米级厚度,可实现微小尺寸的透镜。

2. 透射率高,光学性能优良。

3. 制造工艺简单,成本低廉。

薄膜透镜的成像原理基于光的反射和折射。

当光线入射到薄膜透镜时,部分光线在薄膜界面发生反射,部分光线在薄膜内部发生折射。

通过调整薄膜的厚度和折射率,可以控制光线的传播路径,从而实现成像。

三、实验仪器与材料1. 薄膜透镜制备设备:旋涂机、烘箱、紫外光刻机等。

2. 光学测量设备:光束整形器、光束扩展器、光电探测器等。

3. 实验材料:光学级聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、光刻胶、光刻胶去除剂等。

四、实验步骤1. 薄膜透镜制备:将PMMA溶液旋涂在基底上,形成薄膜层。

通过紫外光刻技术,在薄膜上刻蚀出透镜的形状。

将光刻胶去除剂去除未曝光部分,得到薄膜透镜。

2. 薄膜透镜表征:使用光束整形器和光束扩展器将激光束聚焦到薄膜透镜上,测量焦距。

使用光电探测器测量透射率,分析薄膜透镜的光学性能。

3. 薄膜透镜成像实验:将薄膜透镜安装在成像系统中,观察成像质量。

通过调节物距和像距,分析薄膜透镜的成像特性。

五、实验结果与分析1. 薄膜透镜焦距:通过实验测量,薄膜透镜的焦距约为2.5cm。

与理论计算值相符,说明薄膜透镜的焦距可控。

2. 薄膜透镜透射率:通过实验测量,薄膜透镜的透射率约为90%。

与理论计算值相符,说明薄膜透镜具有优良的光学性能。

3. 薄膜透镜成像质量:通过实验观察,薄膜透镜成像清晰,无明显畸变。

与理论分析相符,说明薄膜透镜具有良好的成像质量。

六、实验结论1. 通过实验验证了薄膜透镜的原理和特性,证明了薄膜透镜在实际应用中的可行性。

薄透镜焦距的测量实验报告

薄透镜焦距的测量实验报告

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。

透镜参数测量实验报告

透镜参数测量实验报告

一、实验目的1. 了解透镜的基本光学性质,掌握透镜焦距、色差和球差等参数的测量方法。

2. 培养学生运用光学原理进行实验设计和操作的能力。

3. 提高学生分析实验数据、处理实验结果的能力。

二、实验原理1. 透镜成像原理:根据高斯成像公式,当物距p和像距q满足一定条件时,透镜可以成像。

对于薄透镜,成像公式可以简化为:1/f = 1/p + 1/q,其中f为透镜焦距。

2. 透镜焦距的测量:透镜焦距可以通过多种方法测量,如直接法、自准直法、位移法等。

3. 透镜色差的测量:色差是指不同波长的光在透镜中折射率不同,导致成像位置偏移。

通过观察不同颜色光在透镜中的成像情况,可以测量色差。

4. 透镜球差的测量:球差是指透镜在不同轴向的成像质量不同。

通过观察物体在不同轴向的成像情况,可以测量球差。

三、实验器材1. 光具座2. 光源3. 物屏4. 凸透镜5. 凹透镜6. 像屏7. 测量工具(如刻度尺、游标卡尺等)四、实验步骤1. 测量凸透镜焦距:a. 将光源、物屏、凸透镜和像屏依次放置在光具座上,调整光源、物屏和像屏的位置,使光线垂直照射到凸透镜上。

b. 观察像屏上的成像情况,调整物屏和像屏的位置,使成像清晰。

c. 测量物屏到凸透镜的距离p和像屏到凸透镜的距离q,利用高斯成像公式计算焦距f。

d. 改变物距p,重复上述步骤,测量不同物距下的焦距f,取平均值作为最终结果。

2. 测量凹透镜焦距:a. 将光源、物屏、凹透镜和像屏依次放置在光具座上,调整光源、物屏和像屏的位置,使光线垂直照射到凹透镜上。

b. 观察像屏上的成像情况,调整物屏和像屏的位置,使成像清晰。

c. 利用辅助透镜(如凸透镜)将凹透镜成像后的虚像作为物,调整像屏的位置,使成像清晰。

d. 测量辅助透镜到凹透镜的距离和像屏到辅助透镜的距离,利用高斯成像公式计算凹透镜焦距f。

3. 测量透镜色差:a. 将光源、物屏、凸透镜和像屏依次放置在光具座上,调整光源、物屏和像屏的位置,使光线垂直照射到凸透镜上。

测量薄凸透镜实验报告

测量薄凸透镜实验报告

测量薄凸透镜实验报告实验报告:测量薄凸透镜一、实验目的:1. 通过测量法确定薄凸透镜的焦距;2. 学习使用薄透镜定焦公式。

二、实验原理:根据薄透镜的成像公式,可以得到焦距的计算公式:1/f = 1/v - 1/u其中,f为焦距,v为像距,u为物距。

根据薄透镜成像的物象关系公式,可以得到:v/u = m其中,m为物高的放大倍数。

三、实验器材和材料:薄凸透镜、目镜、物镜、带刻度的直尺、物体、光源。

四、实验步骤:1. 将薄凸透镜靠近一个光源,使得光线通过透镜的两侧。

2. 在透镜的周围放置一个白色纸片,以便观察透镜的成像。

3. 用直尺量出物体的高度,并将物体放置在透镜正面的离透镜一定距离的位置。

4. 观察透镜正背面的成像情况,调节物体的距离,使得透镜成像的位置清晰可见。

5. 用目镜观察成像的清晰位置,并测量物体到透镜的距离,得到物距u。

6. 调节透镜与纸片间的距离,直到纸片上出现清晰的像,测量该像到透镜的距离,得到像距v。

7. 重复多次实验,得到多组数据。

五、数据记录和处理:测量物镜和透镜的距离u和像距v,并代入计算公式,得到焦距f。

六、实验结果及分析:记录多组数据并代入计算公式,得到不同的焦距值。

观察焦距的数值变化情况,分析可能的误差来源。

七、结论:通过实验测量,得到薄凸透镜的焦距。

根据实验结果,总结薄凸透镜成像的规律,并对实验中可能引起的误差进行分析。

八、实验误差及改进方法:在实验过程中,可能存在的误差包括:测量距离的误差、光线传播的非理想性等。

为了减小误差,可以使用更精确的测量工具、进行多次测量取平均值、提高仪器的精度等方法。

九、心得体会:通过本次实验,学习到了如何测量薄凸透镜的焦距,更深入地了解了薄透镜成像的规律。

同时,也认识到实验中的误差来源和减小误差的重要性。

实验过程中要仔细、认真地操作,以保证实验结果的准确性。

薄透镜焦距测量实验报告

薄透镜焦距测量实验报告

薄透镜焦距测量实验报告一、实验目的1、加深对薄透镜成像规律的理解。

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操作和数据处理技巧。

二、实验原理1、薄透镜成像公式薄透镜成像公式为:1/u + 1/v = 1/f ,其中 u 为物距,v 为像距,f 为焦距。

2、自准直法当物与透镜之间的距离为无限远时,从物方射来的平行光经透镜折射后,其出射光线的反向延长线交于透镜的焦点。

若在透镜后面垂直于光轴放置一平面反射镜,使反射光沿原光路返回,当反射光再次通过透镜后,在物屏上形成与原物等大倒立的实像。

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 u 和像距 v 都能直接测量时,根据成像公式 1/u + 1/v = 1/f ,可通过测量物距 u 和像距 v 来计算焦距 f 。

4、共轭法设物与像屏之间的距离为 L ,移动透镜,当在物屏与像屏上分别得到清晰的放大像和缩小像时,分别测量出物距 u₁和 u₂,则透镜的焦距为 f = L²(u₂ u₁)²/ 4L 。

三、实验仪器光具座、薄透镜、光源、物屏、像屏、平面反射镜等。

四、实验内容与步骤1、自准直法测焦距(1)将光源、物屏、透镜和平面反射镜依次放置在光具座上,调整它们的高度和中心大致在同一光轴上。

(2)移动透镜,使物屏上出现清晰的像。

(3)测量物屏到透镜的距离,即为透镜的焦距。

(4)重复测量多次,取平均值。

2、物距像距法测焦距(1)在光具座上依次放置光源、物屏、透镜和像屏。

(2)固定物屏,移动透镜和像屏,使像屏上得到清晰的像。

(3)分别测量物距 u 和像距 v 。

(4)根据成像公式计算焦距 f ,并重复测量多次,取平均值。

3、共轭法测焦距(1)将光源、物屏、透镜和像屏放置在光具座上,使物屏与像屏之间的距离 L 大于 4 倍焦距。

(2)移动透镜,在像屏上分别得到清晰的放大像和缩小像。

(3)测量放大像时的物距 u₁和缩小像时的物距 u₂。

薄透镜参数测量的报告

薄透镜参数测量的报告

薄透镜参数测量薄透镜参数测量一. 实验任务透镜时组成各种光学仪器的基本光学元件,掌握透镜基本参数的测量,对于了解光学仪器的构造和性能学会光路的分析和调整技术是很有必要的。

本实验设计出各种光路,用来测量透镜的各种基本技术参数。

二. 实验要求1. 设计光路,用两种方法测量所给透镜的焦距2. 设计光路,测量所给透镜的色差3. 设计光路,测量所给透镜的球差 三. 实验方案1. 物理模型的比较与选择;1. 用直接法测量焦距2. 用自准直法找到与原物同样大小的倒立像,测量此时凸透镜光心到像之间的距离3. 用共轭法测量焦距4. 将高压汞灯前放上滤色镜观察和测量透镜所产生的色差5. 将可变光阑放在光路中,观察和测量透镜的球差 2. 实验方法的比较与选择;1. 直接法测凸透镜的焦距 如图所示,用平行光垂直照到透镜上,测量聚焦点得距离2x ,记透镜中心的位置为1x ,那么21f x x =-。

2. 自准直法测凸透镜的焦距 如图所示,当小孔处于透镜主光轴上的前焦点时,光经过透镜成为平行光,此平行光经与光轴垂直的平面反射镜反射,沿原光路返回至小孔,小孔的像与小孔反像等大。

换言之,若经过对透镜和平面镜的调节达到上述状态,则小孔与透镜共轴,小孔与透镜距离为透镜焦距f ,且平面反射镜垂直于光轴。

3. 共轭法测凸透镜的焦距如图所示,设凸透镜的焦距为f 。

使物与屏的距离4b f >并保持不变,如图所示。

移动透镜至1O 处,在屏上成放大实像,再移至2O 处,成缩小实像。

令1O 和2O 之间的距离为d ,物到屏(像)的距离为D 。

根据共轭关系有'21s s =,'21s s =,由透镜成像公式和上图给出的几何关系可导出:224D d f D-=。

实际测出D ,d 就可以求出焦距f 。

此方法的优点是不必测物距和像距,从而避开了物距、像距因透镜中心不易确定而难以测准的困难。

比较:对于直接法,实验室里很难找到平行光,而且,焦点的位置不好确定,因此测量出来的结果误差会很大;对于自准直法,因为透镜的中心不易确定,所以物距难以测准,误差也会相对大些;对于共轭法,虽然放大实像和缩小实像不容易定位,但是该方法避开了物距、像距因为透镜中心不易确定而难以测准的问题,只要测出D 、d 即可,因此误差相对小些,所以选共轭法。

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薄透镜参数测量学院:班级:姓名:学号:年月日薄透镜参数测量一、实验任务透镜时组成各种光学仪器的基本光学元件,掌握透镜基本参数的测量,对于了解光学仪器的构造和性能学会光路的分析和调整技术是很有必要的。

本实验设计出各种光路,用来测量透镜的各种基本技术参数。

二、实验要求1. 设计光路,用两种方法测量所给透镜的焦距2. 设计光路,测量所给透镜的色差3. 设计光路,测量所给透镜的球差三、实验原理(1)凸透镜成像原理光屏距透镜小于一倍焦距成虚像,一倍焦距成一点,一倍到二倍之间成倒立放大实像,二倍成等大实像,二倍焦距以上成倒立缩小实像。

(2)凸透镜——倒立.缩小.实像(u > 2f)在图1-1中,AB 是物体,A'B'是经凸透镜所成的像。

由于△COF 和△A'B'F 是两个相似三角形,所以(O 点为镜片中心点,即镜片与光轴的交点)又因为△ABO 和△A'B'O 也是相似三角形,所以因为,CO=AB ,所以上面两个式子左边相等,因而这两个式子的右边也相等:但是,OF=f ,F=v-f ,BO=u ,B'O=v 。

把这些值代入上式,就得到:化简得 fv + fu = uv用uvf 除这个式子的两边,就得到凸透镜的成像公式:四、实验方案1. 用直接法粗侧焦距。

如图所示,用平行光垂直照到透镜上,测量聚焦点得距离2x ,记透镜中心的位置为1x ,那么21f x x =-。

2. 用共轭法测量焦距 如图所示,设凸透镜的焦距为f 。

使物与屏的距离4b f >并保持不变,如图所示。

移动透镜至1O 处,在屏上成放大实像,再移至2O 处,成缩小实像。

令1O 和2O 之间的距离为d ,物到屏(像)的距离为D 。

根据共轭关系有'21s s =,'21s s =,由透镜成像公式和上图给出的几何关系可导出:224D d f D-=。

实际测出D ,d 就可以求出焦距f 。

3. 将高压汞灯前放上滤色镜观察和测量透镜所产生的色差 如图所示:用高压汞灯分别加黄绿色、蓝紫色两种滤光片以选取不同波长的光照射“1”字屏,通过调节光屏距透镜距离出现实像,测量不同波长的光入射时透镜的焦距以及成像高度,计算两波长所测数据之差轴向色差和横向色差。

4. 将可变光阑放在光路中,观察和测量透镜的球差 如图所示:用高压汞灯照射“1”字屏,在紧靠透镜后放一光阑,以调节透过光线,记下近场和远场光线像的位置及高度,计算纵向球差和横向球差。

五、仪器的选择与配套(系统误差分析)光学导轨、薄透镜、光阑、滤色镜、高压汞灯,“1”字屏,像屏 1) 误差公式的推导1. 直接法测凸透镜焦距的误差公式推导:设焦点的的坐标为2x ,凸透镜的中心坐标为1x ,则12f x x =-。

所以12f X X =-;对两边取微分,得:21df d X dX =+;换为不确定度符号:21f X X U U U =+;两边平方,得:21222f X X U U U =+,即f U =2. 共轭法测图透镜焦距的误差公式推导:因为224D d f D-=,对两边取对数得:()()22ln ln ln 4f D d D =--;对两边取微分,得:222244df DdD ddd d D f D d D d D=----; 合并同类项,得:()22222df d d dD dd f D d D D d =---; 对系数取绝对值,得:()22222df d ddD dd f D d D D d =+--; 换为不确定度符号:()22222fDd U d dU U f D d D D d =+--; 两边平方得:()2222222222f D d U d d U U fD d D D d =+--;所以:f U f=3. 测量轴向色差误差公式的推导:设'Q 的坐标为1x ,''Q 的坐标为2x ,则轴向色差12y x x =-。

所以:12y X X =-;对两边取微分,得:12dy dX d X =+;换为不确定度符号:12y X X U U U =+;两边平方:12222yX X U U U =+,故y U =4. 测量横向色差误差公式的推导:设'P 的纵坐标为1x ,''P 的纵坐标为2x ,则横向色差12y x x =-。

所以:12y X X =-;对两边取微分,得:12dy dX d X =+;换为不确定度符号:12y X X U U U =+;两边平方:12222y X X U U U =+,故y U =5. 测量纵向球差误差公式的推导:设A 点的坐标为2x ,B 点的坐标为1x ,则纵向球差12y x x =-。

所以:12y X X =-;对两边取微分,得:12dy dX d X =+;换为不确定度符号:12y X X U U U =+;两边平方:12222y X X U U U =+,故y U =6. 测量横向球差误差公式的推导:设A 点的坐标为2x ,B 点的坐标为1x ,则横向球差12y x x =-。

所以:12y X X =-;对两边取微分,得:12dy dX d X =+;换为不确定度符号:12y X X U U U =+;两边平方:12222y X X U U U =+,故y U =2) 仪器的选择 1. 对于测焦距:光学导轨、薄透镜、高压汞灯,“1”字屏,像屏 2. 对于测球差:光学导轨、薄透镜、高压汞灯,“1”字屏,像屏,光阑 3. 对于测色差:光学导轨、薄透镜、滤色镜、高压汞灯,“1”字屏,像屏,光阑六.实验步骤1.共轭法测凸透镜焦距(1)先用直接法粗测透镜的焦距为f 。

X1= 18.20cm X2=36.50cm f =18.30cm(2)光学元件放置在光具座上顺序为高压汞灯、“1”字屏、透镜、像屏,将各元件调至等高共轴(D>4f)。

首先进行粗调,然后按下面的方法进行细调。

使物点B 与透镜共轴,即把B 点调到透镜的主光轴上。

透镜在1O 、2O 处分别使B 成放大实像1B 和缩小实像2B ,2B 总比1B 接近光轴。

在屏上记下2B 点的位置,再找到放大像1B ,调节透镜的高低左右,使1B 向2B 靠拢并稍超过。

如此反复调节几次,逐步逼近,可实现物点B 与透镜的共轴。

(3)测透镜移动距离d 。

记录屏上成大像时透镜位置1O 。

由于透镜成像的清晰程度有一个范围,不易精确定位,可将透镜自左向右移动找到清晰像,记下位置11O ,再讲透镜自右向左移动找到清晰像,记下位置12O 。

取111212O O O +=。

同理,记录屏上成小像时透镜位置2O ,212222O O O +=。

则21d O O =-。

(4)测物屏距离D :记录物的位置A 和屏的位置1A ,则:1D A A =-。

2.测量色差:(注:已知物距u=26cm ,f ≈10cm ,由公式计算可得像距v ≈16.25cm )将高压汞灯,“1”字屏,透镜,物屏依次摆放等高共轴放置。

在高压汞灯前加长波长颜色的滤光镜,测得像点位置'O 和像的高度'P ;再在高压汞灯前加短波长颜色的滤光片,测得像点位置''O 和像的高度''P 。

则轴向色差'''x O O =-,横向色差'''h P P =-。

3.测量球差:将高压汞灯,光阑,透镜,物屏按如上图所示等高共轴放置。

在高压汞灯前加滤光镜,先调节紧挨透镜的光圈仅让近场光线通过,测得像点位置'O 和像的高度'P ;调节紧挨透镜的光圈让远场光线通过,测得像点位置''O 和像的高度''P 。

则轴向色差'''x O O =-,横向色差'''h P P =-。

(注:孔径最小时清晰点不易观察,故采取左右逼近取平均值的方法测量)4.数据处理(1)焦距测量(2)测量色差(3)测量球差七、实验注意事项(1)由于人眼对成像的清晰度分辨能力有限,所以观察到的像在一定范围内都清晰,加之球差的影响,清晰成像位置会偏离高斯像。

为使两者接近,减小误差。

记录数值时应使用左右逼近的方法。

(2)不允许用手触摸透镜,光学元件要轻拿轻放。

(3)透镜不用时,应将其放在光具座的另一端。

(4)不要对着光学元件表面说话、咳嗽、打喷嚏等。

八、参考文献[1]成正维,牛原.大学物理实验[M].北京:北京交通大学出版社,2010.[2]吴柳.大学物理学[M].北京:北京交通大学出版社,2009.附注:测量焦距各方法比较:对于直接法,实验室里很难找到平行光,而且,焦点的位置不好确定,因此测量出来的结果误差会很大;对于自准直法,因为透镜的中心不易确定,所以物距难以测准,误差也会相对大些;对于共轭法,虽然放大实像和缩小实像不容易定位,但是该方法避开了物距、像距因为透镜中心不易确定而难以测准的问题,只要测出D、d即可,因此误差相对小些,所以选共轭法。

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