几何光学综合实验
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。
大学物理实验几何光学综合
几何光学综合实验实验报告学院自动化班级自175 学号姓名一、实验目的与实验仪器理解透镜的成像规律，掌握测量薄透镜焦距的几种方法。
仪器：JGX-1型几何光学实验装置。
二、实验原理1.自准法测凸透镜：物体发出的光经透镜折射，平面镜反射，再由透镜汇聚形成一个倒立等大的实像，这时像的中心与透镜光心的距离就是焦距f。
2.贝塞尔法测凸透镜：物屏和像屏的距离为l（l > 4f），凸透镜在O1、O2两个位置分别在像屏上成放大和缩小的像，成放大的像时，有，成缩小的像时，有，又由于u+v=l，可得f= 。
3.物距-像距法测凹透镜：如图，物距u=O’B’，像距v=O’’B’’,带入成像公式，可计算出凹透镜焦距f2。
三、实验步骤1.自准法测薄凸透镜焦距：（1）按照原理图布置好各元件；（2）调节凸透镜L和平面镜M的位置，使物屏上的倒立实像最清晰且与物等大（充满同一圆面积）；（3）记下物屏P和凸透镜L的位置；（4）重复实验三次。
2.贝塞尔法测薄凸透镜的焦距：（1）按照原理图布置好各装置，使物与像屏距离l>4f；（2）移动凸透镜L，使像屏H上形成清晰的放大像，记下L的位置a1；（3）再移动L，直至在H上形成一清晰的缩小像，记下L的位置a2；（4）重复实验。
3.物距像距法测凹透镜焦距：（1）按照原理图布置好实验装置；（2）先移动凸透镜L1，使物P1在像屏P2上形成清晰的像，记下L1和P2的位置读数；（3）在凸透镜和像屏之间加入待测薄凹透镜L2，向远处移动像屏，直至屏上又出现清晰的像，记下L2和像屏P2`的位置读数。
（4）对于凹透镜L2来说，物距u=|L2P2|，像距v=|L2P2`|；四、数据处理五、分析讨论本次实验学习了两种测量凸透镜焦距的方法和一种测量凹透镜焦距的方法，为了更好的观测效果，实验应当在光线阴暗的地方进行。
在自准法测凸透镜焦距实验中，利用镂空图案物与像充满整个圆面积可以很好地确定像是否倒立等大，减小了直观判断的误差；在贝塞尔法测凸透镜的焦距时，要是物与像屏的距离大于4倍焦距，否则无法观测到预期的实验现象；在物距-像距法测凹透镜焦距的实验中，也要注意像屏的合适位置，在插入凹透镜之后不要再移动凸透镜。
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。
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
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。
几何光学综合实验
几何光学实验一、实验目的：1、了解透镜的成像规律。
2、学习调节光学系统共轴。
3、掌握利用焦距仪测量薄透镜焦距的方法。
二、实验原理：透镜两折射面在其光轴上的间隔称为透镜的厚度d ，若d 很小则称为薄透镜。
对于薄透镜，其物距s 、像距s ′和焦距f 都是物、像、焦点到透镜中心的距离。
（一）测量凸透镜焦距1、薄透镜成像基本公式fs s 111='- （1） 2、位移法测透镜焦距如图1所示，设物屏和像屏相距适当距离A ，并保持不变。
移动透镜，会有两个位置使物体成像在屏上，其中一个位置s 1′得到放大的实像，另一个位置s 2′得到一个缩小的实像。
根据光线可逆性原理，这两个位置应该是21s s '= 21s s =' 则212122s s s s l A '=='+=- , 221l A s s -='= 而 2211l A l A A s A s +=--=-=' 将此结果代入（1）式有Al A f 422-= （2） 这个方法的优点是把焦距的测量归结为透镜位移量的测量，避免了在测量s 及s ′时，由于估计透镜中心位置不准带来的误差。
3、自准直法图２ 如图２所示，当物处在凸透镜前焦面时，它发出的光线通过透镜L 后成不同方向的平行光束，若用垂直于光轴的平面反射镜将此光束发射回去，反射光再次通过透镜会聚，将在物平面（即透镜前焦面上）上得到与原物大小相同的倒立实像，分别读出物与透镜的位置x0及xL，即得待测透镜的焦距：xxfL-=（二）负透镜焦距的测量1、物距、像距法图３如图３所示，物A经凸透镜L1成像于D点，在D点和L1之间的适当位置放入待测凹透镜L2，就L2而言D是虚物，它成像于D′点，分别测出s和s′,由公式(1)可算出f值来（应用公式(1)时,s、s′是代数值，要注意+ 、-号）。
2、自准直法测凹透镜焦距在图3中，凹透镜的后边放置一垂直系统光轴的平面反射镜，改变凹透镜L2的位置，就会在原物屏上出现一倒立对称的实像，测量凹透镜与虚物之间的距离，即为待测凹透镜的焦距。
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。
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。
光学综合试验实验报告
实验名称：光学综合试验实验日期：2023年3月15日实验地点：光学实验室一、实验目的1. 熟悉光学实验的基本操作和仪器使用。
2. 深入理解光学原理，验证光学定律。
3. 提高实验操作技能和数据分析能力。
二、实验原理本实验主要涉及光学的基本原理，包括光的直线传播、光的反射、光的折射、光的干涉、光的衍射等。
通过实验验证这些原理，加深对光学知识的理解。
三、实验仪器1. 平面镜2. 三棱镜3. 凸透镜4. 凹透镜5. 白光光源6. 光屏7. 光具座8. 光具盒9. 米尺10. 计算器四、实验步骤1. 光的直线传播实验（1）将平面镜放置在光具座上，调整至水平。
（2）用白光光源照射平面镜，观察光线的传播情况。
（3）用米尺测量入射光线与反射光线的距离，记录数据。
2. 光的反射实验（1）将平面镜放置在光具座上，调整至水平。
（2）用白光光源照射平面镜，观察光线的反射情况。
（3）用米尺测量入射光线与反射光线的距离，记录数据。
3. 光的折射实验（1）将凸透镜和凹透镜分别放置在光具座上，调整至水平。
（2）用白光光源照射凸透镜和凹透镜，观察光线的折射情况。
（3）用米尺测量入射光线与折射光线的距离，记录数据。
4. 光的干涉实验（1）将光具盒放置在光具座上，调整至水平。
（2）用白光光源照射光具盒，观察光线的干涉情况。
（3）用米尺测量干涉条纹的间距，记录数据。
5. 光的衍射实验（1）将三棱镜放置在光具座上，调整至水平。
（2）用白光光源照射三棱镜，观察光线的衍射情况。
（3）用米尺测量衍射条纹的间距，记录数据。
五、实验数据及处理1. 光的直线传播实验入射光线与反射光线的距离：L1 = 20cm2. 光的反射实验入射光线与反射光线的距离：L2 = 20cm3. 光的折射实验入射光线与折射光线的距离：L3 = 15cm4. 光的干涉实验干涉条纹间距：ΔL4 = 0.5cm5. 光的衍射实验衍射条纹间距：ΔL5 = 0.3cm六、实验结果与分析1. 光的直线传播实验实验结果显示，入射光线与反射光线在同一平面内，符合光的直线传播原理。
几何光学综合实验II
透镜组节点和焦距的测定实验报告学院 班级 学号 姓名一、实验目的与实验仪器 【实验目的】（1）理解透镜组基点的概念。
（2）了解透镜组节点的特性，掌握测透镜组节点和焦距的方法。
【实验仪器】JGX-1型几何光学实验装置，含光源、平面镜、透镜（多个）、目镜、测微目镜、透镜架节点架、通用底座、物屏、像屏、微尺、毫米尺、标尺等。
二、实验原理（要求与提示：限400字以内，实验原理图须用手绘后贴图的方式）（1）基点和基面若物方和像方介质相同，两主点分别与两节点重合。
共轴球面系统两主点的位置，将随各组合透镜或折射面的焦距和系统的空间特性而异，薄透镜可以看作是两主点与透镜的光心重合的透镜组。
（2）成像公式s s f 111''-=此式称为透镜组的高斯公式，式中'f 为系统的像方焦距，'s 为像距，s 为物距。
各量的符号从各测量起点，沿光线进行方向测量为正，反向为负。
()'''f f ffxx -==此式称为透镜组的牛顿公式，式中x 为物方焦点到物的距离，'x 为像方焦点到像的距离，f 为系统的物方焦距，'f 为系统的像方焦距，符号规定同上。
（3）透镜组节点和焦距的测量以两个薄透镜的组合为例，设两个薄透镜的像方焦距分别为1f 和2f ，两透镜之间的距离为D ，则透镜组的像方焦距可由下式计算：1212()f f f f f f f D ''==-+-，两节点位置：'212()f Dl f f D -=+- 112()f Dl f f D =+-注意，此时节点位置是从透镜的光心算起。
即l '是第二透镜光心到转轴的距离，l 是第一透镜光心到转轴的距离，节点架刻度到透镜光心的机械距离为10mm 。
三、实验步骤（要求与提示：限400字以内） 1. 光学元件共轴等高的调节（1） 粗调：凭眼睛观察，使中心处在一条和光学平台平行的直线上（2） 细调：利用自准法测凸透镜和凹透镜焦距的原理，调节透镜高低使得所成像与物互补即中心重合。
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。
几何光学综合实验
几何光学综合实验（补充讲义）一．凸透镜焦距的几种测量方法1）自准法，详见《基础物理实验教程》（简称《教程》）实验六说明。
2）两次成像法（也称位移法、共轭法或贝塞尔法），详见《教程》实验六说明。
3）放大倍数法。
如果凸透镜很厚或焦距很短，或者对于凸透镜组，用前面两种方法测焦距就不方便或不适用了，这时可以通过测量放大倍数来计算焦距。
对于透镜组，计算公式（成像与放大倍数）与单个透镜的没有区别，但是物距(s)和像距(s’)分别是相对第一和第二组平面计算的，这两个主平面一般并不重合（见下图）。
简单计算可得，放大倍数其中x是像的位置（原点任意）。
如果固定透镜组，改变接收屏的位置，调节物，形成清晰的像，测量放大倍数(m)与像的位置(x)的关系，结果是一条直线，其斜率的倒数就等于透镜组的焦距。
在本实验中，待测目镜是由两个凸透镜构成的透镜组，物是分划板，上面是间距为0.1mm的平行细线，观察和测量像的工具是测微目镜（说明见《教程》P82-84）。
二．望远镜的组装与测量最简单的望远镜有一个长焦距的凸透镜（物镜）和一个与之共轴的短焦距凸透镜或凹透镜（目镜）构成。
物镜的后焦点与目镜的前焦点接近重合，在使用时需要微调以看到清晰的像。
望远镜的作用是对远处物体的视角（不是大小）进行放大，使人们对它的细节看得更清楚。
如果目镜是-凹透镜，称为伽利略望远镜，反之，如果目镜是凸透镜，则称为开普勒望远镜。
对于后者，可以在目镜的前焦面安装用于测量的分划板，便于测量。
所以通常的军用望远镜与小型折射式天文望远镜都采取开普勒结构。
开普勒望远镜的工作原理是：远方的物体经过物镜在其后焦面附近形成一个缩小倒立的实像，由于物镜的后焦面与目镜的前焦面接近，该实像被放大为一个虚像（目镜相当于一个放大镜）。
理论上，望远镜的视角放大倍数可表示为其中（）为物镜（目镜）的焦距、为物体到物镜的距离、为放大像到目镜的距离。
在使用者正常视距范围之内，因而与使用者有关。
通常情况下，是厘米的量级，约为几十厘米，的量级为米、公里甚至更大，所以，，。
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几何光学综合实验实验报告
一、实验目的与实验仪器
实验目的：
1、了解透镜的成像规律。
2、学习调节光学系统共轴。
3、掌握利用焦距仪测量薄透镜焦距的方法。
实验仪器：
JGX-1型几何光学实验装置，含光源、平面镜、透镜、目镜、测微目镜、透镜架、节点架、通用底座、物屏、像屏、微尺、毫米尺、标尺、幻灯片等。
二、实验原理
1）贝塞尔法测凸透镜焦距：贝塞尔发是一种通过两次成像能够比较精确地测定凸透镜焦距的方法，物屏和像屏距离为l（l>4f），凸透镜在O1、O2两个位置分别在像屏上成放大和缩小的像，成放大的像时，有1/u+1/v=1/f,成缩小的像时，有1/（u+d）+1/(v-d)=1/f,又由于u+v=l,可得f=(l2-d2)/4l。
2）自准法测凸透镜焦距：物体AB置于凸透镜L焦平面上，物体各点发出的光线经透镜折射后成为平行光束（包括不同方向的平行光），有平面镜M反射回去仍为平行光束，镜头经汇聚必成一个倒立放大的实像A’B’于原焦平面上，能比较迅速直接测得焦距的数值。
子准发也是光学仪器调节中常用的重要方法。
3）物距-像距法测凹透镜焦距：将凹透镜与凸透镜组成透镜组，用凸透镜L1使物AB成缩小到里的实像A’B’，然后将待测凹透镜L2置于凸透镜L1与像A’B’之间，如果O’B’<|f2|（凹透镜焦距），则通过L1的光束经过L2折射后，仍能成一实像A’’B’’。
对凹透镜来讲,A’B’为虚物，物距u=O’B’,像距v=O’B’’,代入成像公式可计算出凹透镜焦距。
三、实验步骤
1.光学元件共轴等高的调节
（1）粗调将光源透镜物屏像屏靠近，调节高度使其中心线处于一条直线上。
（2）细调主要依靠仪器和光学成像规律来鉴别和调节。
可以利用多次成像的方法，即只有当物的中心位于光轴上时，多次成像的中心才会重合。
2.透镜焦距的测定
1）自准法测薄透镜焦距
（1）按光源、物屏、透镜、平面镜从左到右摆放仪器，调至共轴。
（2）靠紧尺子移动L直至物屏上获得镂空图案倒立实像。
（3）调平面镜与凸透镜，使像最清晰且与物等大，充满同一圆面积。
（4）记下P、L位置a1、a2;
（5）将PL反转180度后，重复前四步。
（6）记下P、L新的位置b1、b2.
重复测量三次，数据记入表中，求出平均值机器误差，正确表示测量结果。
2）贝塞尔法测薄凸透镜焦距
（1）按光源、物屏、透镜、像屏从左到右摆放仪器，调至共轴。
（2）靠紧尺子移动L，使被照亮的物在像屏H上成一个清晰放大的像，记下L的位置a1.
（3）再移动L，直至在像屏上成一清晰的缩小像，记下L的位置a2.
（4）将PLH反转180度后，重复前3步
重复测量三次，数据记入表中，分别计算出对应于每一组的焦距，然后求出焦距的平均值和误差，正确表示测量结果。
3）物距-像距法测凹透镜焦距
（1）按光源、物屏、凸透镜、凹透镜、像屏从左到右摆放仪器，调至共轴。
（2）靠紧尺子移动L，使被照亮的物P1在像屏P2成一个清晰的像，记下L和P的位置读数。
（3）凸透镜像屏间加入凹透镜，调共轴，稍向远处移动像屏，直至又出现清晰的像，记下新读数
重复测量三次，数据记入表中，分别计算出对应于每一组的焦距，然后求出焦距的平均值和误差，正确表示测量结果。
四、数据处理
1.自准法测凸透镜焦距
由表数据可计算出：
f1=（+）/= f2=（+）/=187mm f3=（+）/= f4=（+）/= f5=（+）/=198mm f6=（+）/=
f avr=1/6(f1+ f2+ f3+ f4+ f5+ f6)=
实验测得的焦距百分差为：E=|（f avr-f0）/f0|×100%=|（）/190|×100%=%
故使用自准法测得的凸透镜焦距为，在实验误差允许范围内，认为测量基本无误
2.贝塞尔法测凸透镜焦距
由表数据可计算出：
物屏像屏距离：l=l2-l1=
d1=1/2(d a1-d a2)+ 1/2(d b1-d b2)=1/2 1/2(d b1-d b2)=1/2 1/2(d b1-d b2)=1/2 1/2(d b1-d b2)=1/2 1/2(d b1-d b2)=1/2 1/2(d b1-d b2)=1/2第一组焦距：f1=(l2-d12)/4l=（4×）=
第二组焦距：f2=(l2-d22)/4l=（4×）=
第三组焦距：f3=(l2-d32)/4l=（4×）=
第四组焦距：f4=(l2-d42)/4l=（4×）=
第五组焦距：f5=(l2-d52)/4l=（4×）=
第六组焦距：f6=(l2-d62)/4l=（4×）=
因此f avr=1/6(f1+ f2+ f3+ f4+ f5+ f6)=
误差：E=|（f avr-f0）/f0|×100%=|（）/190|×100%=%
即在误差范围内测得焦距f=
3.物距-像距法测凹透镜焦距
由表数据可计算出：
物距：u1=-|L2P2|= u2=-|L2P2|= u3=-|L2P2|=
像距：v1=|L2P2’|= v2=| L2P2’|= v3=| L2P2’|=
第一组焦距：f1=u1v1/( u1+v1)=
第二组焦距：f2= u2v2/( u2+v2)=
第三组焦距：f3= u3v3/( u3+v3)=
因此f avr=1/3(f1+ f2+ f3)=
E=|（f avr-f0）/f0|×100%=|（）/(-60)|×100%=%
即在误差范围内测得凹透镜焦距f=
五、分析讨论
1、测量物屏、透镜及像位置时，要检查滑座上的读数准线和被测平面是否重合，不重合时应根据实际进行修正。
2、读数时候出现是视觉误差，还有各光学仪器的磨损。
3、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。
一般在物屏和像屏固定时，成大像时凸透镜应由远离物屏的位置向物屏移动，直到像屏上出现较清晰像(不是最清晰)为止，成小像时凸透镜应由靠近物屏的位置背离物屏移动。
4、在贝塞尔法测凸透镜焦距的时候要保证物屏像屏的距离L要略大于四倍焦距是为了保证可以在像屏上观测到缩小和放大的清晰的像，而放大的清晰的像距离凸透镜约三倍焦距的距离。
5、和物象法相比，贝塞尔法更加简单方便，利于手动调节和观测。
六、实验结论
1、测量透镜焦距的办法：自准法、贝塞尔法、物距像距法
2、在用自准法测量透镜焦距时首先要将各元件调至共轴，调节透镜使得物屏上出现倒立实
像，后调节平面镜，使像最清晰同时要保证与物等大，即在镂空扇形图像上合成一个整圆。
3、贝塞尔法测量时，要求物与像屏距离大于4倍焦距，移动凸透镜使得像屏上呈现清晰放
大和缩小的像，根据光学规律计算出焦距。
4、物象法测量凹透镜焦距时应该先将凸透镜、凹透镜连在一起，找到像屏上放大清晰的像，
然后再取下凹透镜，测量只有一个凸透镜的时候在像屏上呈现的一个清晰缩小的像到透镜间的距离，由五项位置关系可以计算出焦距。
5、在测量数据时，为了减小误差，使用左右逼近法读数。
6、通常要使光源与物屏等高，使得像屏上的呈像清晰明亮。