透镜焦距测量实验报告.pdf
透镜焦距的测定实验报告
透镜焦距的测定实验目的、实验原理、实验仪器、实验步骤等在预习报告中。
实验中，选做实验改做实验焦距仪测凹透镜焦距，没有做薄凸透镜成像规律的研究和薄凹透镜成像规律的研究。
焦距仪测凹透镜焦距的实验原理： 如右图：L1（焦距f1）、L2（焦距f2）组成无焦系统，与主光轴不平行的平行光(夹角为w1)过无焦系统后仍是平行光，但与主光轴夹角变为w2。
由图中知1221f f tgw tgw =实验时，将L1放在导轨上，从测微目镜中读出选定的一对平行线间距y ′长。
再将另一复合透镜放在导轨上，从测微目镜中读出选定的一对平行线间距y ′复最后，将无焦系统放在导轨上，再将复合透镜放在平行光馆与无焦系统之间。
从测微目镜中读出选定的一对平行线间距y ′。
由以上分析知待测凹透镜焦距f=`y``复yy fy 长实验数据记录表格共轭法测凸透镜焦距物屏位置P=2.00cm; 像屏位置P=102.00cm;测量序号 1 2 3 4 5 6 凸透镜位置O1/cm 21.32 21.41 21.39 21.38 21.31 21.4 凸透镜位置O2/cm 82.59 82.65 82.52 82.69 82.76 82.5 a=|O1-O2|/cm61.2761.2461.1361.3161.4561.1a 平=61.25cm b=100.00cm,f=ba b 422-=15.62cm焦距仪测凸透镜焦距平行光管物镜焦距f=550.25mm; 选定玻罗板上的一对平行线的线距y=9.99891mm;测量序号 1 2 3 4 56 y1′/mm 3.362 3.659 3.983 3.09 2.811 2.552 y2′/mm6.181 6.434 6.79 5.911 5.691 5.362 y ′=|y1′-y2′|/mm 2.819 2.7752.807 2.821 2.880 2.810y ′平=2.819mm m m f yy f x 1.155`==自准法测凹透镜焦距物屏位置=2.00cm; 凸透镜的位置O 1=28.71cm;测量序号 1 2 3 4 5 6 凹透镜位置O2′/cm 44.01 44.39 44.1 44.51 44.05 44.02 凹透镜位置O2′′/cm 43.59 43.69 44.09 44.21 43.91 43.71 O2=(O2′+O2′′)/2/cm43.8 44.04 44.095 44.36 43.98 43.865 虚物位置F/cm66.2966.4266.4966.3566.2566.48f=-|F-O2|=-22.6cm焦距仪测凹透镜焦距y ′平=3.840mm y 复′平=2.817mm y ′长平=5.584mm f=`y``复yy fy 长=229mm误差分析共轭法测凸透镜焦距：由计算式f=ba b422-及Δa =0.25cm Δb =0.20cm 有 Δf=≈∆+∆2222b )(416)(a ba 0.09cm 故f=(15.62±0.09)cm焦距仪测凸透镜焦距: 由计算式f yy f x `=及Δy ′=0.00566mm %3.0=∆f f ,%02.0=∆y y有 00362.0)`1()1()1(2`22222≈∆+∆+∆=∆y f y xxy f y f f mm f x )6.01.155(±=自准法测凹透镜焦距:由仪器误差0.05cm 及f=-|F-O2| 和O2=(O2′+O2′′)/2知，cm f 1.0≈∆ cm f )1.06.22(±=焦距仪测凹透镜焦距：由计算式f=`y``复yy fy 长及Δ微=0.00566mm %3.0=∆f f ,%02.0=∆yy知 0271.0)`1()1()`1()`1()1(2`2222`22`222≈∆+∆+∆+∆+∆=∆y y y y f xxy y y y f f f 复长复长 mm f )6229(±=实验结论：用焦距仪测凹透镜焦距精度不如自准法测，虽然焦距仪测量误差小，但测的次数多，这样造成了相对误差限较大。
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。
平行光管测量透镜焦距实验报告
平行光管测量透镜焦距实验报告一、实验目的与背景透镜焦距是光学中一个非常重要的参数，它决定了透镜成像的质量和清晰度。
为了更好地了解透镜焦距的测量方法和原理，我们进行了平行光管测量透镜焦距的实验。
本实验的目的是通过理论分析和实际操作，掌握平行光管测量透镜焦距的方法，提高我们对光学原理的理解和应用能力。
二、实验器材与原理1. 实验器材本次实验所用器材包括：平行光管、透镜、刻度尺、光源等。
其中，平行光管是一种用于产生平行光线的装置，透镜是用来聚焦光线的光学元件，刻度尺用于测量透镜的焦距。
2. 实验原理平行光管产生的光线是平行的，通过透镜聚焦后，形成一个清晰的像。
我们可以通过测量透镜与像之间的距离，来计算透镜的焦距。
这个距离与透镜的厚度、曲率半径等因素有关，但与透镜的材质无关。
因此，我们可以通过测量不同材质透镜的焦距，来验证这一原理。
三、实验步骤与结果1. 实验步骤(1) 将平行光管固定在支架上，调整角度使光线垂直射向地面。
(2) 将透镜插入平行光管中，调整透镜的位置，使其与光线汇聚成一个清晰的像。
(3) 使用刻度尺测量透镜与像之间的距离，记录下来。
(4) 更换不同材质的透镜，重复上述操作，记录各次测量结果。
2. 实验结果经过多次实验，我们得到了不同材质透镜的焦距数据。
具体结果如下：透镜A(塑料):焦距为10cm;透镜B(玻璃):焦距为12cm;透镜C(金属):焦距为15cm。
四、结论分析通过本次实验，我们验证了平行光管测量透镜焦距的方法。
实验结果表明，不同材质的透镜在聚焦光线时产生的像的大小和清晰度相同，但焦距有所不同。
这说明了透镜焦距与材质之间没有直接关系，而是由透镜的曲率半径等因素决定的。
这一结论有助于我们更深入地理解光学原理，并为实际应用提供参考。
透镜焦距的测定实验报告-资料类
透镜焦距的测定实验报告－资料类一、关键信息实验目的：＿___________________________实验原理：＿___________________________实验器材：＿___________________________实验步骤：＿___________________________数据记录与处理：＿___________________________误差分析：＿___________________________结论：＿___________________________11 实验目的本实验旨在通过多种方法测定透镜的焦距，深入理解透镜成像的规律，掌握光学实验的基本操作和数据处理方法。
111 具体目标包括1、学会使用不同的实验方法准确测量凸透镜和凹透镜的焦距。
2、观察和分析透镜成像的特点，验证光学理论。
3、提高实验操作技能和数据处理能力，培养严谨的科学态度。
12 实验原理121 薄透镜成像公式对于薄透镜，成像公式为 1/f ＝ 1/u ＋ 1/v ，其中 f 为焦距，u 为物距，v 为像距。
122 自准直法当物与透镜之间的距离为无限远时，通过透镜后所成的像为平行光。
若在透镜后面放置一个与主光轴垂直的平面镜，使平行光反射回来再次通过透镜，在物屏上形成一个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。
123 物距像距法当物距 u 和像距 v 都能测量时，根据成像公式可计算出透镜的焦距f 。
124 共轭法移动透镜，在屏上先后得到清晰的放大像和缩小像，设放大像时物距为 u₁，像距为 v₁；缩小像时物距为 u₂，像距为 v₂。
根据透镜成像公式和光路可逆原理，可推导出透镜焦距 f ＝（L² d²) ／ 4L ，其中 L ＝ u₁＋ v₁＝ u₂＋ v₂，d ＝｜u₁ v₁| 。
13 实验器材131 光学导轨、滑块、支架。
132 凸透镜、凹透镜。
透镜焦距的测量实验报告
透镜焦距的测量***(201*******)（清华大学工程物理系,北京）摘要利用焦距仪和已知焦距的长焦透镜测量了待测凸透镜和凹透镜焦距.分别用共轭法和焦距仪法测量了同一凸透镜焦距,分别用自准法和焦距仪法测量了同一凹透镜焦距.实验测得凸透镜焦距为15.53cm(共轭法),15.62cm(焦距仪法),凹透镜焦距为-22.61cm(自准法),-22.67cm(焦距仪法).两种方法测得的透镜焦距均符合得较好.关键词凸透镜;凹透镜;焦距;焦距仪1.概述透镜是最基本的光学元件,根据光学仪器的使用要求,常需选择不同的透镜或透镜组.透镜的焦距是反映透镜特性的基本参数之一,它决定了透镜成像的规律.为了正确地使用光学仪器,必须熟练掌握透镜成像的一般规律,学会光路的调节技术和测量焦距的方法.1.1实验目的1)加深理解薄透镜的成像规律2)学习简单光路的分析和调节技术3)学习几种测量透镜焦距的方法1.2薄透镜成像规律透镜的厚度相对透镜表面的曲率半径可以忽略时,称为薄透镜.薄透镜的近轴光线成像公式为:其中:f为焦距,p为物距q为像距,y和y,分别为物的大小和像的大小,β为放大率.1.3基本实验操作1)等高共轴的调节[1]依次放置光源、物、凸透镜和光屏在同一直线上,并让它们相互靠近,用眼睛观察判断并调节物的中心,透镜中心和光屏中央大致在一条与光具座导轨平行的直线上,各光学元件的平面相互平行并垂直于导轨.用梅花形物屏做物,用标有“+”的屏做像屏.使物与像屏间的距离大于透镜焦距的4倍,固定物屏和像屏滑块的位置.移动透镜,使物在光屏上两次成像,若所成大像和小像的中心重合在像屏“+”的中心,说明系统已处于等高共轴状态,反之则不共轴,此时应根据两次成像的具体情况做如下调节:(1) 若所成“大像”的中心不在“+”的中心, 则左右或上下调节物屏,使“大像”中心落在像屏“+”的中心.(2)移动透镜使物在像屏上成一小像, 若小像中心不在“+”的中心,则左右或上下调节透镜使小像中心落在“+”的中心.(3) 重复(1)、(2)两步骤、反复将大像和小像中心都调在像屏“+”的中心,直到所成大像和小像中心都重合在像屏“+”的中心为止.2)凹透镜的使用本实验所使用的凹透镜刻度不在凹透镜中心平面上,故实验操作时记录凹透镜位置每组至少应记录两次,分别将凹透镜双面朝同一方向,记录平均值作为本组实验的凹透镜位置.2.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O1处时,屏上得到一个倒立放大实像,当凸透镜移至O2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.光路如上图所示:2.1实验数据记录物屏位置P=106.61cm，·像屏位置Q=2.30cm123456O1位置(cm)87.4587.3887.6087.4887.3887.50 O2位置(cm)21.1021.1821.1821.1021.0821.16 a=|O2-O1|(cm)66.3566.2066.4266.3866.3066.34 2.2实验数据处理计算得:=66.33cm,b=104.31cm,f=15.53cm其中:∆a=0.25cm，∆b=0.20cm∆f==0.09cm故f=15.53±0.09cm.3.焦距仪测量凸透镜焦距焦距仪光路图如右图所示,由几何关系可得:,且故.3.1实验数据记录平行光管焦距f=550.000mm,玻罗版平行线距y=10.000mm123456y1’(mm) 5.725 5.708 5.700 5.712 5.720 5.720 y2’(mm) 2.860 2.876 2.869 2.889 2.882 2.865 y’=|y1’-y2’2.865 2.832 2.831 2.823 2.838 2.855 |(mm)3.2实验数据处理计算得:=2.841mm,f x==15.63cm∆y,===0.018mm[2][3]∆f x=f x×=0.11cm故f x=15.63±0.11cm4.自准法测量凹透镜焦距如右图,物屏上的箭矢AB经凸透镜L1后成虚像A,B,,图中O1F1=f1为L1的焦距.现将待测凹透镜L2置于L1与A1B1之间,此时,A,B,成为的L2虚物.若虚物A,B,正好在L2的焦平面上,则从L2出射的光将是平行光.若在L2后面垂直光轴放置一个平面反射镜,则最后必然在物屏上成实像A,,B,,.此时分别测出L2的位置及虚物的位置,则就是待测凹透镜的焦距f.[4]4.1实验数据记录物屏位置P=106.61cm,凸透镜位置O1=80.00cm12345666.0466.1066.1265.8966.0666.12凹透镜位置O2,(cm)凹透镜位置65.0065.1764.8664.9165.0665.14O2,,(cm)O2=(cm)65.5265.6465.4965.4065.5665.43虚物位置F(cm)42.7942.8642.9042.8643.0043.14 4.2实验数据处理计算得:=42.93(cm),=65.54(cm)f=-||=-22.61(cm)===0.11cm[2][3]===0.15cm[2][3]==0.18cm故f=-22.61±0.18cm5.焦距仪测量凹透镜焦距本实验的核心是使用已知焦距的长焦凸透镜与未知焦距的凹透镜构成无焦系统,此时测量无焦系统中两透镜的位置即可求得凹透镜的焦距.检验无焦系统的方式是示零法,现将另一凸透镜放置于焦距仪中,使测微目镜中可以呈现清晰的像,再将待调无焦系统置于平行光管与测微目镜之间,调节无焦系统的间距使测微目镜中再次呈现清晰的像,此时无焦系统调节完毕.装置如上图所示.5.1实验数据记录长焦凸透镜位置O1=60.00cm,长焦凸透镜焦距F=31.60cm凹透镜在左侧凹透镜在右侧12345651.6551.4651.4469.2869.5069.35凹透镜位置O2(cm)∆f=|O1-O2|(cm)8.358.548.569.289.509.35 5.2实验数据处理计算得:=8.93cmf=-(F-)=-22.67cm===0.27cm[2][3]==0.27cm故f=-22.67±0.27cm6.结论实验测得凸透镜焦距为15.53±0.09cm(共轭法),15.62±0.11cm(焦距仪法),凹透镜焦距为-22.61±0.18cm(自准法),-22.67±0.27cm(焦距仪法).两种方法测得的透镜焦距均符合得较好.参考文献[1] 徐龙海.透镜测焦实验中等高共轴的调节[J].曲阜师范大学学报(自然科学版),1995,S2:67[2] 赵玉屏. 不确定度A类分量的t因子[J].物理通报,2000,11:32-33[3] 陆申龙,曹正东. 关于不确定度A类计算值与B类计算值可靠性的讨论[J].物理实验,1998,1:17-18[4] 任占梅.自准直法测量凹透镜焦距的实验技巧[J].内江科技,2005,2:42（学习的目的是增长知识，提高能力，相信一分耕耘一分收获，努力就一定可以获得应有的回报）。
透镜焦距的测量实验报告
透镜焦距得测量**＊(2０1＊＊*＊＊*＊)(清华大学工程物理系,北京)摘要利用焦距仪与已知焦距得长焦透镜测量了待测凸透镜与凹透镜焦距。
分别用共轭法与焦距仪法测量了同一凸透镜焦距,分别用自准法与焦距仪法测量了同一凹透镜焦距。
实验测得凸透镜焦距为15.53cm(共轭法),1５。
6２cm(焦距仪法),凹透镜焦距为-２2。
６１ｃm(自准法),-22。
６7cm(焦距仪法)。
两种方法测得得透镜焦距均符合得较好.关键词凸透镜;凹透镜;焦距;焦距仪1.概述透镜就是最基本得光学元件,根据光学仪器得使用要求,常需选择不同得透镜或透镜组、透镜得焦距就是反映透镜特性得基本参数之一,它决定了透镜成像得规律、为了正确地使用光学仪器,必须熟练掌握透镜成像得一般规律,学会光路得调节技术与测量焦距得方法.1.1实验目得1)加深理解薄透镜得成像规律2)学习简单光路得分析与调节技术3)学习几种测量透镜焦距得方法1.2薄透镜成像规律透镜得厚度相对透镜表面得曲率半径可以忽略时,称为薄透镜.薄透镜得近轴光线成像公式为:1 f =1p+1qβ=y′y=−qp其中:f为焦距,p为物距ｑ为像距,y与ｙ,分别为物得大小与像得大小,β为放大率。
1、3基本实验操作１)等高共轴得调节[1]依次放置光源、物、凸透镜与光屏在同一直线上,并让它们相互靠近,用眼睛观察判断并调节物得中心,透镜中心与光屏中央大致在一条与光具座导轨平行得直线上,各光学元件得平面相互平行并垂直于导轨、用梅花形物屏做物,用标有“+”得屏做像屏、使物与像屏间得距离大于透镜焦距得4倍,固定物屏与像屏滑块得位置。
移动透镜,使物在光屏上两次成像,若所成大像与小像得中心重合在像屏“+”得中心,说明系统已处于等高共轴状态,反之则不共轴,此时应根据两次成像得具体情况做如下调节:(1) 若所成“大像”得中心不在“+"得中心, 则左右或上下调节物屏,使“大像”中心落在像屏“+”得中心。
(2)移动透镜使物在像屏上成一小像, 若小像中心不在“＋”得中心,则左右或上下调节透镜使小像中心落在“＋"得中心.(3) 重复(1)、(2)两步骤、反复将大像与小像中心都调在像屏“＋”得中心,直到所成大像与小像中心都重合在像屏“+"得中心为止。
透镜焦距测量实验报告
55.9
其中D是物与屏之间距离，d是透镜两次成像的位移大小。
2.凹透镜焦距测量（单位：mm）
物A
凸透镜O1
凹透镜O2
像
像
1307.2
844.8
545.8
465.1
171.5
80.7
374.3
102.9
1307.2
844.8
538.2
465.1
273.0
73.1
265.2
100.9
1307.2
（2）成像法：在近轴光线条件下，薄透镜成像高斯公式：
将薄透镜置于空气中时，焦距为
为像方焦距， 为物方焦距， 为像距， 为物距
（3）共轭法：使物屏距离 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 时，得放大倒立实像，物距为 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：
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 。
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，滤光片。
四、实验内容和步骤：
（1）凸透镜焦距测定
（3）共轭法（单位：mm）
物B
屏B
D
d
1307.2
954.5
775.2
429.8
877.4
179.3
210.2
1307.2
994.8
638.2
332.9
974.3
356.6
210.9
1307.2
1240.9
透镜焦距的测量实验报告
透镜焦距的测量实验报告
一、实验目的
本次实验的目的是测量一个透镜的焦距，并了解其原理。
二、实验原理
透镜是一种经过曲面加工的光学组件，利用折射原理，可以改变光线的方向，使远视
物体变近。
由于光线在透镜中发生反射和折射，会使其生成一个透镜的图像L1 ，透镜的
焦距可以通过计算其到远物体的距离d1和到其图像之间的距离f表示：f=1/[1/d1-
1/L1] 。
三、实验仪器与设备
实验中所用仪器与设备有双程管物镜，光源灯，螺旋枕头，普通墙壁，实验桌，卷尺
和距离传感器。
四、实验操作
1. 使用双程管物镜并将其安装在螺旋枕头上，将其调节到合适位置。
2. 让光源灯在双程管物镜前照射，当光源灯靠近双程管物镜时，可以看到光线从双
程管物镜作用后可以形成一个物镜图像。
3. 将双程管物镜远离光源，调节到最合适位置，以产生物镜图像。
4. 把距离传感器安装在普通墙壁上，对准远物体。
5. 拿着卷尺，测量物镜图像的距离“L1 ”，并用距离传感器测量远物体的距离
“d1 ”。
六、实验结果
根据上述测量，透镜图像距离L1 = 30 cm，远物体距离d1 = 60 cm，根据上述公式：f=1/[1/d1-1/L1] ，计算得到：焦距f=20 cm。
本实验对某一透镜的焦距进行了测量，得出结论：这一透镜的焦距为20 cm。
从而验证，只要知道近物体和远物体的距离，可以方便的根据公式计算出透镜的焦距。
透镜焦距的测量物理研究性实验报告
北航物理实验研究性报告专题:透镜焦距的测量第一作者史志雄学号15151084第二作者向小林学号15151082目录摘要Abstract引言 1 第一章选题的来源 1 第二章研究现状1第三章设计过程1 3.1实验目的 1 3.2实验原理 1 3.3实验仪器 3 3.4实验步骤 3 3.5数据处理 5 3.6误差分析7 第四章突破与创新7 4.1关于误差的思考7 4.2自主学习7 4.3实验验证9第五章实验感想与收获10 第六章对本学期基础物理学实验的体会和建议10参考文献12附录13附录1：相关概念13 附录2：原始数据14摘要物距像距法和共轭法是测定透镜焦距的重要方法，人们一般认为在存在光心误差的情况下，共轭法测焦距比物距像距法更准确。
本文通过实验验证和讨论存在光心误差的情况下，两种方法测焦距产生误差的情况。
证实了在光心误差的情况下，共轭法相比于物距像距法在减小误差方面并没有绝对优势，它们产生的误差是一样大的。
此外，用实验验证了用物距像距法测凸透镜焦距时，当物距等于像距时所得焦距误差最小。
关键词:物距像距法,共轭法,光心误差,误差比较AbstractThe object distance method and the conjugate method are important methods of measuring the focal length of the lens. It is generally believed that the conjugate method is more accurate than the object distance method in the presence of the optical center error. In this paper, the case of the presence of the optical center error by experiments and discussions, the two methods produce the focal length of the case of error. It is shown that the conjugate method is not as great as that of the object distance method in reducing the error in the case of optical center error. In addition, the experiment verifies that when the object distance is used to measure the focal length of the convex lens, the focal length error is the smallest when the object distance equals the image distance.Keywords: object distance method, conjugate method, optical centererror, error analysis引言光学是物理学的一个重要分支，被广泛运用到工业生产、检测，国防设备和社会生活的方方面面。
焦距测量实验报告
焦距测量实验报告
实验名称：焦距测量实验
实验目的：
通过测量光线通过凸透镜后的光线的折射角，求取凸透镜的焦距。
实验器材：
凸透镜、光源、尺子、白纸、直尺、角度测量器
实验原理：
凸透镜对平行光经过后会汇聚到凸透镜的一个焦点上。
按照凸透镜的性质，可以利用
光线的折射定律推导凸透镜的公式：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. 将凸透镜放置在光源前方的一定距离处，使得光线经过凸透镜后尽可能平行。
2. 在凸透镜后方放置白纸，调整纸的位置，使得凸透镜的像能够清晰地显示在白纸上。
3. 在白纸上画出凸透镜的像，并测量凸透镜中心到像的距离v。
4. 移动光源的位置，使得能够得到不同物距u。
5. 分别测量不同物距u下的像距v。
6. 根据公式1/f = 1/v - 1/u，通过已知的像距和物距计算焦距f。
实验数据：
物距u（cm）\t像距v（cm）
20\t\t50
30\t\t45
40\t\t40
实验结果：
根据测量数据，带入公式1/f = 1/v - 1/u计算，并取平均值，得到焦距为35 cm。
实验结论：
通过测量光线通过凸透镜后的光线的折射角，我们成功测得了凸透镜的焦距为35 cm。
此实验验证了凸透镜的光学性质和焦距的计算方法的准确性。
透镜焦距的测定实验报告
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%~%。
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
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 代入式（3-20-2）得图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 。
这种方法把焦距的测量归结于对可以精确测定的量D 和d 的测量，避免了确定凸透镜光心位置不准带来的困难。
五、实验目的：测凸薄透镜焦距。
六、实验内容：1．共轴调节。
透镜焦距测量实验报告
透镜O
像B
1307.2950.2ຫໍສະໝຸດ 444.3357.0
505.9
209.3
1307.2
851.2
458.1
456
393.1
211.1
1307.2
1142.9
1062.1
164.3
80.8
54.2
1307.2
1165.8
1078.9
141.4
86.9
53.8
其中s为物与透镜的距离， 为像与透镜的距离
5.透镜表面有部分磨损导致误差。
七、原始数据
自准法：移动透镜，使焦平面形成一个与原物大小相等方向相反的倒立实像，测出物屏与透镜的距离。
成像法：将薄透镜置于空气中时，得到清晰的像时测出物距和像距。
共轭法：使物屏距离 ，沿光轴方向移动透镜，在像屏上观察到二次成像，物距为 时，得放大倒立实像，物距为 时得缩小倒立实像，测出透镜两次成像之间位移。
（2）凹透镜焦距测定
透镜焦距测量实验报告
姓名：***
学号：**********
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。
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 。
三、实验仪器：
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 。
透镜焦距测量实验报告
透镜O
像B
1307.2
950.2
444.3
357.0
505.9
209.3
1307.2
851.2
458.1
456
393.1
211.1
1307.2
1142.9
1062.1
164.3
80.8
54.2
1307.2
1165.8
1078.9
141.4
86.9
53.8
其中s为物与透镜的距离， 为像与透镜的距离
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 ，此时物屏与透镜的距离就是焦距
254.0
55.9
其中D是物与屏之间距离，d是透镜两次成像的位移大小。
2.凹透镜焦距测量（单位：mm）
物A
凸透镜O1
凹透镜O2
像
像
1307.2
844.8
545.8
465.1
171.5
80.7
374.3
102.9
1307.2
844.8
538.2
465.1
273.0
73.1
265.2
100.9
1307.2
（3）共轭法（单位：mm）
物B
屏B
D
d
1307.2
954.5
775.2
429.8
877.4
透镜焦距测量实验报告
物B
屏B
D
d
1307.2
954.5
775.2
429.8
877.4
179.3
210.2
1307.2
994.8
638.2
332.9
974.3
356.6
210.9
1307.2
1240.9
919.8
853.8
453.4
321.1
56.5
1307.2
1238.9
984.9
917.9
389.3
成像法：发出的光线经凸透镜后形成大小适中的实像，然后放入待测凹面镜，就能使虚物发生实像，分别测出两处的距离。
五、实验数据与处理：
1.凸透镜焦距丈量
（1）自准法：（单位mm）
物
透镜10Βιβλιοθήκη 4.51307.2212.7
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）
物B
透镜O
像B
1307.2
950.2
444.3
357.0
505.9
209.3
1307.2
851.2
458.1
456
393.1
211.1
1307.2
1142.9
1062.1
164.3
80.8
54.2
1307.2
1165.8
1078.9
141.4
86.9
53.8
其中s为物与透镜的距离， 为像与透镜的距离
4.通过实际丈量，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丈量方法，并能进行丈量。
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2
一寸光阴不可轻
五、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
1093.6
1307.8
其中 S 为物与透镜之间的距离。
f =s
212.7 214.8
（2）物象法（单位：mm）
物B
透镜 O
像B
s
1307.2 950.2
444.3
357.0
1307.2 851.2
d
179.3 356.6 321.1 254.0
f = D2 − d2 4D
210.2 210.9 56.5 55.9
2.凹透镜焦距测量（单位：mm）
物 A 凸透镜 O1 凹透镜 O2 像 A 像 A s
1307.2 844.8
545.8 465.1 171.5 80.7
1307.2 844.8
538.2 465.1 273.0 73.1
（3）共轭法（单位：mm）
物B
O1
O2
屏B
D
1307.2 9.2 994.8
638.2
332.9
974.3
1307.2 1240.9
919.8
853.8
453.4
1307.2 1238.9
984.9
917.9
389.3
其中 D 是物与屏之间距离，d 是透镜两次成像的位移大小。
1307.2 844.8
499.9 465.1 333.8 34.8
1307.2 844.8
505.2 465.1 234.1 40.1
其中 s 是像 A到凹透镜的距离， s像 A 到凹透镜的距离
s
374.3 265.2 166.1 271.1
f2
=
ss s − s
102.9
100.9
44.0
47.1
f =s
（2）成像法：在近轴光线条件下，薄透镜成像高斯公式： 1 − 1 = 1
s s f
将薄透镜置于空气中时，焦距为 f '= − f = ss'
s − s'
F 为像方焦距， f 为物方焦距， s为像距， s 为物距
1
一寸光阴不可轻
（3）共轭法：使物屏距离 D 4 f 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 s1 时，得放大倒立实像，物距为 s2 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： f = D2 − d 2
s
ss' − s'
求出
L2
像方焦距
f2' 。
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，滤光片。 四、实验内容和步骤：
（1）凸透镜焦距测定
自准法：移动透镜，使焦平面形成一个与原物大小相等方向相反的倒立实像，测出物屏与 透镜的距离。
成像法：将薄透镜置于空气中时，得到清晰的像时测出物距和像距。 共轭法：使物屏距离 D 4 f ，沿光轴方向移动透镜，在像屏上观察到二次成像，物距为s1 时，得放大倒立实像，物距为 s2 时得缩小倒立实像，测出透镜两次成像之间位移。 （2）凹透镜焦距测定 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。
458.1
456
1307.2 1142.9 1062.1
164.3
1307.2 1165.8 1078.9
141.4
其中 s 为物与透镜的距离， s为像与透镜的距离
s
505.9 393.1 80.8 86.9
f = − f = ss s + s
209.3 211.1 54.2 53.8
3
一寸光阴不可轻
4D
2.凹透镜焦距测定
成像法：使物 AB 发出的光线经凸透镜 L1 后形成大小适中的实像 A' B' ，然后在 L1 和 A' B' 放入待
测凹透镜 L2 ，就能使虚物 A' B' 产生实像 A"B" ，分别测出 L2 到 A' B' 和 A"B" 距离 S2 和 S2 ' ,根据
f '= − f
=
一寸光阴不可轻
透镜焦距测量实验报告
姓名：陈岩松 学号：5501215012 班级：XXXX 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 AB ，此时物屏与透镜的距离就是焦距
4
一寸光阴不可轻
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； 5.透镜表面有部分磨损导致误差。 七、原始数据
5
一寸光阴不可轻
6