透镜焦距的测定
透镜焦距的测定
透镜焦距的测定
透镜焦距的测定方法有多种,以下列举几种常见的方法:
阳光聚焦法:让凸透镜正对着太阳光,拿一张白纸在它的另一侧来回移动,直到纸上的光斑最小、最亮,这个点是凸透镜的焦点,用刻度尺测量焦点到凸透镜光心的距离即为凸透镜的焦距。
二倍焦距法:在光具座上依次放置蜡烛、凸透镜和光屏,并调整它们的高度使三者的中心在同一高度。
然后点燃蜡烛并调整三者之间的距离,直到在光屏上得到一个倒立等大的实像。
此时,测量蜡烛到凸透镜的距离,取其一半即为凸透镜的焦距。
放大镜法:把凸透镜放在课本上,让凸透镜逐渐远离课本上的字,当字逐渐增大并开始模糊时,停止移动凸透镜,此时凸透镜和课本之间的距离即为凸透镜的焦距。
透镜焦距的测量讨论与建议
测量透镜焦距的探秘与建议透镜焦距是光学实验中常用的一个物理量,它是指透镜使平行光线汇聚成像时与透镜的光心之间的距离。
那么在实验中如何准确地测量透镜焦距呢?下面将从三个方面探讨并提出建议。
一、使用平行光线法平行光线法是透镜焦距测量中最常用的方法之一。
首先需要准备好一个光源和一个透镜,并将透镜放在它本来应该在的位置上。
然后,将光源放置在透镜的左侧或右侧,使得光线垂直射向透镜,从而得到一束平行光线。
接下来,调整透镜的位置,直到光线汇聚到一个点上并形成一个清晰的倒立实像。
此时,用“物距”、“像距”和“物像距比”等数据计算出透镜的焦距。
二、使用凸面镜法凸面镜法是测量透镜焦距的另一种常用方法。
实验中需要用到一根简单的火柴或蜡烛,一面光洁的凸透镜和一面光洁的平面镜。
首先,将火柴或蜡烛放置在凸透镜的焦点处,然后在火柴或蜡烛的左侧或右侧放置一个平面镜,使得镜子与透镜的光心重合,并调整镜子的位置和角度,直到透镜所成的像位于火柴或蜡烛原来所在的位置。
接下来,用“物距”、“像距”和“物像距比”等数据计算出透镜的焦距。
三、注意测量误差的控制在进行透镜焦距测量实验时,一定要注意误差的控制,以保证实验结果的准确性。
首先要注意实验环境,避免灰尘和光的干扰。
其次,要注意测量仪器的精度和稳定性,以免因故障和误差导致测量结果的错误。
最后,要进行实验数据的分析和处理,以评估测量的准确度和不确定度。
总之,测量透镜焦距是光学实验中的一个重要内容,对于理解光学技术和应用具有重要的意义。
在进行实验时,应结合实际情况选择恰当的测量方法,并注意误差的控制,以保证实验结果的准确性。
透镜焦距的测量讨论与建议
透镜焦距的测量讨论与建议透镜焦距的测量是光学实验中的一个重要内容,它可以帮助我们更好地了解透镜的性质和特点。
在进行透镜焦距的测量时,我们需要注意以下几点:1. 选择合适的光源:在进行透镜焦距的测量时,我们需要选择一个稳定的光源,以确保测量结果的准确性。
一般来说,我们可以选择白炽灯或者激光等光源。
2. 确定透镜的位置:在进行透镜焦距的测量时,我们需要确定透镜的位置,以便准确地测量焦距。
一般来说,我们可以将透镜放置在一个透镜架上,并使用一个光屏来接收透过透镜的光线。
3. 使用适当的测量仪器:在进行透镜焦距的测量时,我们需要使用适当的测量仪器,以确保测量结果的准确性。
一般来说,我们可以使用一个准直器和一个测距仪来测量透镜的焦距。
4. 注意测量误差:在进行透镜焦距的测量时,我们需要注意测量误差,以确保测量结果的准确性。
一般来说,我们可以进行多次测量,并取平均值来减小误差。
5. 考虑透镜的形状:在进行透镜焦距的测量时,我们需要考虑透镜的形状,以便选择合适的测量方法。
一般来说,我们可以使用平凸透镜或者凸凹透镜来进行测量。
6. 考虑透镜的材质:在进行透镜焦距的测量时,我们需要考虑透镜的材质,以便选择合适的测量方法。
一般来说,我们可以使用玻璃透镜或者塑料透镜来进行测量。
7. 注意测量环境:在进行透镜焦距的测量时,我们需要注意测量环境,以确保测量结果的准确性。
一般来说,我们需要在一个稳定的环境中进行测量,并避免干扰因素的影响。
8. 考虑测量精度:在进行透镜焦距的测量时,我们需要考虑测量精度,以确保测量结果的准确性。
一般来说,我们可以使用高精度的测量仪器来提高测量精度。
9. 注意数据处理:在进行透镜焦距的测量时,我们需要注意数据处理,以确保测量结果的准确性。
一般来说,我们可以使用统计学方法来处理数据,并计算出测量结果的误差范围。
10. 建议进行多次测量:为了确保测量结果的准确性,我们建议进行多次测量,并取平均值来减小误差。
实验报告--焦距的测量
s'
29.4 44.5 22.6
f
13.8 13.8 13.7
三次求平均值得: f=13.8 凸透镜焦距的测量方法二:二次成像法
f '
l2 d 2 ,其中,l=|光屏-光源| d=|透镜①-透镜②| 4l
光源 光屏 20.5 47.6 30 透镜① 124 123 123.7 透镜② 36.4 64.5 46.2
凸透镜、凹透镜的焦距测量数据(单位:㎝)
反面另附实验时记录数据草表一份 凸透镜焦距的测量方法一:物象法
1 1 1 ,其中,S=|透镜-光源| s'=|光屏-透镜| f ' s s'
光源 1 2 3 140 140 140 透镜 114 120 105 光屏 84.6 75.5 82.4
s
26 20 35
l
119.5 92.4 110
d
87.6 58.5 77.5
f'
13.7 13.8 13.8
1 2 3
140 140 140
三次求平均值得:f=13.8 凸透ห้องสมุดไป่ตู้焦距的测量方法三:自准直
f'=|透镜-光源|
光源 140 最终求得:f=13.8 凹透镜的焦距测量: 透镜 126.2
f'
13.8
1 1 1 | | ,其中,s=|凹透镜-凸透镜像| s'=|凹透镜像-凹透镜| f ' | s | | s' |
凸透镜像 1 2 3 77.5 57.6 65.7 凹透镜 85.2 63.7 72.7 凹透镜像 66 51.8 57.6
s
7.7 6.1 7
s'
19.2 11.9 15.1
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)。
《大学物理实验》20实验二十薄透镜焦距的测定
《⼤学物理实验》20实验⼆⼗薄透镜焦距的测定175实验⼆⼗薄透镜焦距的测量焦距是指透镜的主点到焦点的距离,是透镜的重要参数之⼀,透镜的成像位置及性质(⼤⼩、虚实)均与其有关。
焦距测量的准确性取决于主点及焦点(或像点)的定位是否准确。
本实验介绍了测量透镜焦距的多种⽅法,并⽐较各种⽅法的优缺点。
⼀、实验⽬的1.学习透镜⽅⾯的基本知识。
2.掌握薄透镜的焦距的⼏种测量⽅法。
⼆、实验原理(⼀)薄透镜成像规律薄透镜是指透镜中⼼厚度d ⽐透镜焦距f ⼩很多的透镜。
透镜分为两⼤类:⼀类是凸透镜(也称为正透镜或会聚透镜),对光线起会聚作⽤,焦距越短,会聚本领越⼤;另⼀类是凹透镜(也称负透镜或发散透镜),对光线起发散作⽤,焦距越短,发散本领越⼤。
在近轴光线(指通过透镜中⼼并与主光轴成很⼩夹⾓的光束)的条件下,薄透镜的成像可表⽰为:fP P 111=+′ (1) 式中P '为像距,P 为物距,为(像⽅)焦距。
各线距均从透镜中⼼(光⼼)量起,与光线进⾏⽅向⼀致为正,反之为负。
f (⼆)薄透镜焦距的测量原理 1.凸透镜的焦距测量(1)粗测法:当物距趋向⽆穷⼤时,由(1)式可得:p P f ′=,即⽆穷远处的物体成像在透镜的焦平⾯上。
⽤这种⽅法测得的结果⼀般只有1~2位有效数字。
由于这种⽅法误差较⼤,⼤都⽤在实验前作粗略估计,如挑选透镜等。
(2)公式法根据(1)式,则薄透镜焦距为PP f P P ′=′+ (2) 若在实验中分别测出物距P 和像距P ' , 即可⽤式(2)求出该透镜的焦距f 。
(3)⾃准法如图1所⽰,在透镜L 的⼀侧放置被光源照亮的物屏AB ,在另⼀侧放置⼀块平⾯镜176M 。
移动透镜的位置即可改变物距的⼤⼩。
当物距等于透镜的焦距时,物屏AB 上任⼀点发出的光,经透镜折射后成为平⾏光;再经平⾯镜反射,反射光经透镜折射后重新会聚。
由透镜成像公式可知,会聚光线必在透镜的焦平⾯上成⼀个与原物⼤⼩相等的倒⽴的实像。
测量焦距的三种方法
测量焦距的三种方法测量物体的焦距是光学实验中非常重要的一项任务。
焦距是指光线通过透镜或凸透镜后的聚焦能力,是光学系统的一个关键参数。
测量焦距的方法有很多种,本文将介绍其中的三种方法。
第一种方法是通过远焦距的透镜测量。
这种方法适用于测量凸透镜或薄透镜的焦距。
首先,将透镜放置在适当的支架上,并将一块被测物体(如一个小孔或线状物体)放置在透镜的近焦面上。
然后,将一块屏幕放置在透镜的远焦面上,并适当调节透镜位置,使得光线能够通过透镜并在屏幕上形成清晰的像。
通过测量透镜到屏幕的距离和透镜到物体的距离,可以计算出透镜的焦距。
第二种方法是通过近焦距的透镜测量。
这种方法适用于测量凹透镜的焦距。
与第一种方法类似,首先将透镜放置在支架上,并将物体放置在透镜的远焦面上。
然后,将一块屏幕放置在透镜的近焦面上,并适当调节透镜位置,使得光线能够通过透镜并在屏幕上形成清晰的像。
通过测量透镜到屏幕的距离和透镜到物体的距离,可以计算出透镜的焦距。
第三种方法是通过光屏法测量。
这种方法适用于测量透镜或凸透镜的焦距。
首先,将光源放置在透镜的一侧,并将透镜放置在光源的对面。
然后,将一块屏幕放置在透镜的另一侧,并适当调节屏幕的位置,使得光线能够通过透镜并在屏幕上形成清晰的像。
通过测量透镜到屏幕的距离和透镜到光源的距离,可以计算出透镜的焦距。
除了上述的三种方法,还有其他一些常用的方法可以测量焦距,如利用光线准直仪、利用双光栅干涉仪等。
这些方法在实际操作中,需要根据具体情况选择合适的方法。
总之,测量焦距是进行光学实验和设计光学系统的重要环节。
通过采用适当的测量方法,我们可以准确地得到焦距的数值,并用于实际应用中。
希望本文所介绍的三种方法对读者有所帮助,并能激发更多关于焦距测量的兴趣与研究。
望远镜测微目镜及透镜焦距的测量
长春工程学院大学物理实验设计性实验报告望远镜测微目镜及透镜焦距的测量院系名称:专业班级:姓名:学号:望远镜测微目镜及透镜焦距的测量实验原理:薄透镜是透镜中最基本的一种,其厚度较自身两折射球面的曲率半径及焦距要小得多,厚度可忽略不计,在近轴条件下,物距u 、像距υ、焦距f 满足高斯公式:f v u 111=+-符号规定:距离自参考点(薄透镜的光心)量起,与光线进行方向一致时为正反之为负。
实验仪器:带标尺的光具座一台,凸透镜一块,凹透镜一块,带箭矢物光孔电源一台,平面 反射镜一块,光屏一个,光学元件底座和支架各6个。
实验方法:一、光学系统的共轴调节 1、粗调 2、细调二、凸透镜焦距的测定用物像法、自准法、共轭法测量凸透镜焦距。
1、自准法 2、物像法 3、共轭法三、凹透镜焦距的测定 1、物像法2、自准法实验题目时 间地 点环 境实 验 类 别指 导 教 师成 绩望远镜测微目镜及透镜焦距的测量一、实验目的1、了解透镜成像的原理及成像规律;2、学会光学系统共轴调节,了解视差原理的实际应用;3、掌握薄透镜焦距的测量方法,会用左、右逼近法确定像最清晰的位置,测量 凸透镜和凹透镜的焦距;4、能对实验结果进行分析,比较各种测量方法的优缺点,对实验数据进行不确 定度处理,写出合格的实验报告二、实验仪器带标尺的光具座一台,凸透镜一块,凹透镜一块,带箭矢物光孔电源一台,平面反射镜一块,光屏一个,光学元件底座和支架各6个。
三、实验原理薄透镜是透镜中最基本的一种,其厚度较自身两折射球面的曲率半径及焦距要小得多,厚度可忽略不计,在近轴条件下,物距u 、像距υ、焦距f 满足高斯公式:f v u 111=+-符号规定:距离自参考点(薄透镜的光心)量起,与光线进行方向一致时为正反之为负。
(一)凸透镜焦距的测定 1、自准法光路如上图所示,若物位于焦平面上,则由平面镜反射后成一与原物等大倒立的像于同一焦平面上。
2、物像法(选做)光路如上图所示,测出物距和像距后,代入透镜成像公式即可算出凸透镜的焦距。
三种测量正负透镜焦距的方法及原理
课程名称应用光学题目名称测量透镜焦距的方法及原理姓名潜力股测量透镜的方法及原理摘要:透镜是光学仪器中最基本的光学元件,而焦距是透镜的重要参量之一。
本文介绍了三种测量凸透镜和凹透镜焦距的实验方法,分别是自准直法,贝塞尔法,透镜成像公式法。
关键词:焦距自准直法贝塞尔法透镜成像公式法一:自准直法光线通过位于物镜焦平面的分划板后,经物镜形成平行光。
平行光被垂直于光轴的反射镜反射回来,再通过物镜后在焦平面上形成分划板标线像与标线重合。
1.1自准直法测凸透镜焦距1.1.1实验器材光学实验平台,光具座,白光源,物屏,待测凸透镜,全反射镜(平面镜)。
1.1.2实验原理当物屏处在凸透镜的焦平面时,它发出的光线通过透镜后将成为一束平行光。
若用与主光轴垂直的平面镜将此平行光反射回去,反射光再次通过透镜后仍会聚于透镜的焦平面上,其会聚点将在发光点相对于光轴的对称位置上。
1.1.3实验步骤(1)如图1-1,沿光具座装好各器件,并调至共轴;(2)将物屏置于白光源前约50毫米处,被测凸透镜和反射镜尽量靠近,并在物屏前后移动,观察物屏上像的变化情况,知道物屏上出现清晰,倒置的字像为止;图1-1 自准直法测量凸透镜焦距装置图1.2自准直法测凹透镜焦距1.2.1实验器材光学实验平台,光具座,白光源,物屏A ,凸透镜L1,待测凹透镜L2,全反射镜M (平面镜),像屏N 。
1.2.2实验步骤及原理凸透镜L1将物A 发出的光成像于像屏N ,将待测凹透镜L2置于L1与像屏N 之间,当移动L2并使其光心到屏N 的间距等于凹透镜L2的焦距时,光线经L2后将成为平行光束,这时,若在L2与N 之间放一平面镜M ,这束平行光被M 反射,将在物平面上成一与物A 等大倒立的实像。
因此,只要测量L2与N 之间的距离(ON),即是凹透镜L2的焦距。
图1-2 自准直法测量凹透镜焦距[1]二:贝塞尔法贝塞尔法也叫两次成像法,大意就是通过改变被测透镜的位置来确定透镜的焦距。
测量薄透镜焦距的方法
测量薄透镜焦距的方法薄透镜是光学实验中常用的器件,它具有很多重要的应用,如成像、照相、望远镜、显微镜等。
薄透镜的焦距是一个重要的参数,它决定了透镜的成像能力和成像位置。
因此,准确地测量薄透镜的焦距对于光学实验和应用具有重要意义。
下面将介绍几种测量薄透镜焦距的方法。
一、通过物距法测量薄透镜焦距。
物距法是一种常用的测量薄透镜焦距的方法。
具体步骤如下:1. 将一物体放置在薄透镜的一侧,并测量物体到透镜的距离,即物距u。
2. 调节物体位置,使得在透镜的另一侧得到清晰的像,测量像到透镜的距离,即像距v。
3. 根据薄透镜的公式1/f=1/v+1/u,可以计算出薄透镜的焦距f。
二、通过放大率法测量薄透镜焦距。
放大率法是另一种测量薄透镜焦距的方法。
具体步骤如下:1. 将一物体放置在薄透镜的一侧,并测量物体到透镜的距离,即物距u。
2. 调节物体位置,使得在透镜的另一侧得到清晰的像,测量像的高度,即像高h。
3. 根据放大率公式m=-v/u=h'/h,可以计算出薄透镜的焦距f。
三、通过远处物体成像法测量薄透镜焦距。
远处物体成像法是一种简便的测量薄透镜焦距的方法。
具体步骤如下:1. 将一远处物体放置在薄透镜的一侧,调节透镜位置,使得在透镜的另一侧得到清晰的像。
2. 测量像到透镜的距离,即像距v。
3. 根据薄透镜的公式1/f=1/v,可以计算出薄透镜的焦距f。
以上所述的三种方法都是常用的测量薄透镜焦距的方法,每种方法都有其适用的场合,可以根据实际情况选择合适的方法进行测量。
在实际操作中,需要注意测量的精度和准确性,避免因操作不当而导致误差的产生。
总之,薄透镜的焦距是一个重要的光学参数,准确地测量薄透镜的焦距对于光学实验和应用具有重要意义。
通过物距法、放大率法和远处物体成像法等方法,可以准确地测量薄透镜的焦距,为光学实验和应用提供准确的数据支持。
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:cm2 像方焦距标准不确定度的分析f ′的A 类标准不确定度为: )5=n (cm 15.0=)1-n (n )f ′-f ′(=)f ′(U ∑2iAB 类不确定度:cm 03.03cm05.03Δ=)f ′(U B ==仪;f ′的总标准不确定度为: cm 15.0=)f ′(U +)f ′(U =)f ′(U 2B 2A C 故测得的透镜的像方焦距为:cm )15.0±94.14(=f ′. 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:cm2 像方焦距的标准不确定度的分析 f ′的A 类标准不确定度为: )5(02.0)1-()-()(∑2==''='n cm n n f f f U iAB 类不确定度:cm 03.03cm05.03Δ=)f ′(U B ==仪(测量均匀分布取3=C );f ′的总标准不确定度为: cm 04.0=)f ′(U +)f ′(U =)f ′(U 2B 2AC 故,测得透镜的像方焦距为:cm )04.0±04.15(=f ′.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,存在视差,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.。
3实验三 透镜焦距的测量
实验三 透镜焦距的测量Experiment 3 Determining focal length of thin lens透镜是光学仪器中最基本的元件,由透镜组成的显微镜和望远镜是最常用的助视光学仪器,常被组合在其它光学仪器中。
因此了解并掌握透镜焦距的测定方法,不仅有助于加深理解几何光学中的成像规律,也有助于加强对光学仪器调节和使用的训练,本实验的目的是测定薄透镜焦距并掌握光学元件共轴的调节方法。
实验目的Experimental purpose1.掌握简单光路的分析和调整方法2.掌握物距与像距法、位移法、自准法测凸透镜焦距的原理及方法,了解、辅助透镜成像法凹透镜焦距的原理及方法。
实验原理Experimental principle如图1所示,设薄透镜的焦距为f ,物距为S ,对应的像距为S ′,则透镜成像的高斯公式为fS S 111=-' (1)故 S S S S f '-'=' (2) 应用上式时,必须注意各物理量所适用的符号规则。
本讲义规定:光线自左向右进行;距离自参考点(薄透镜光心)量起,向左为负,向右为正,即距离与光线进行方向一致时为正,反之为负。
运算时已知量需添加符号,未知量则根据求得结果中的符号判图1薄透镜成像规律断其物理意义。
测量凸透镜的焦距,可用以下几种方法:1. 由物距与像距求焦距Getting the focal length with object distance and image distance由光学成像原理可知,实物经会聚透镜后能成实像,故可用白屏接收实像,通过测定物距和像距,利用式(2)即可算出f 。
2. 用位移法测薄凸透镜焦距 Getting the focal length of thin convex glass with displacement method取物与接收屏之间的距离L 大于四倍焦距4f ,此后固定物与接收屏的位置,移动透镜,则必能在接收屏上两次成像,如图2所示,透镜位于I 时,得放大像;透镜位于II 时,得缩小像。
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$x_3$ 。
测透镜焦距的方法
测透镜焦距的方法
测量透镜焦距的方法可以使用以下几种常见的方法:
1. 物距法:将一物体放置在距离透镜较远的地方,调整透镜位置直到物体在透镜的对焦面上形成清晰的像,此时物体到透镜的距离即为物距,利用透镜公式可以计算焦距。
2. 光距法:同一物体放置在透镜的两边,观察所形成的像,当物体与透镜距离相等时,像位于透镜的焦面上,测量此时透镜到像的距离即为焦距。
3. 像距法:将一物体放置在物体与透镜之间的焦点上,观察所形成的像,此时像就位于同一平面上(一般为间隔透镜后面一段距离),测量透镜到像的距离即为焦距。
4. 聚焦法:将一平行光束照射在透镜上,通过调整屏幕与透镜的距离,使得透过透镜的光线聚焦形成清晰的像,测量屏幕到透镜的距离即为焦距。
以上方法中,物距法和像距法适用于凸透镜,而光距法适用于凹透镜。
根据具体实验情况和测量工具的可用性,选择合适的方法进行测量即可。
[新版]透镜焦距测定仪
透镜焦距测定仪焦距是指透镜的主点到焦点的距离,是透镜的重要参数之一,透镜的成像位置及性质(大小、虚实)均与其有关。
焦距测量的准确性取决于主点及焦点(或像点)的定位是否准确。
本实验介绍了测量透镜焦距的多种方法,并比较各种方法的优缺点。
一、实验原理在近轴条件下,薄透镜的成像公式为:fp p 111'=- (1)式中'p 为像距,p 为物距,f 为(像方)焦距。
1、粗测法:当物距p 趋向无穷大时,由(1)式可得:'p f =,即无穷远处的物体成像在透镜的焦平面上。
用这种方法测得的结果一般只有1--2位有效数字,多用于挑选透镜时的粗略估计。
2、自准直法如图1所示,在透镜L 的一侧放置被光源照亮的物屏AB ,在另一侧放置一块平面镜M 。
移动透镜的位置即可改变物距的大小。
当物距等于透镜的焦距时,物屏AB 上任一点发出的光,经透镜折射后成为平行光;再经平面镜反射,反射光经透镜折射后重新会聚。
由透镜成像公式可知,会聚光线必在透镜的焦平面上成一个与原物大小相等的倒立的实像。
此时,只需测出透镜到物屏的距离,便可得到透镜的焦距。
该方法的测量主要是透镜与物屏之间距离的测量,其结果可以有三位有效数字。
图1 图23、二次成像法(贝塞耳法):若保持物屏与像屏之间的距离D 不变且D>4f ,沿光轴方向移动透镜,可以在像屏上观察到二次成像:一次成放大的倒立实像,一次成缩小的倒立实像。
如图2所示。
在二次成像时透镜移动的距离为L ,则不难得到透镜的焦距为:DL D f 422-=(2)4、凹透镜焦距的测量上述三种方法要求物体经透镜后成实像,适于测量凸透镜的焦距,而不适于测量凹透镜的焦距。
为了测量凹透镜的焦距,常用一个已知焦距的凸透镜与之组合成为透镜组,物体发出的光线通过凸透镜后会聚,再经凹透镜后成实像。
如图3所示。
若令2S (>0)为虚物的物距,2'S 为像距,则凹透镜的焦距为:2'2'222'S S SS f--= (3)图3二、实验装置光具座是一根横截面为燕尾型的铝合金导轨,在它的一侧固定一把有刻度的刻度尺。
透镜焦距的测量
实验5 透镜焦距的测量焦距是透镜(或透镜组)的主点到焦点的距离,是透镜(或透镜组)的重要参数之一。
测定透镜焦距的常用方法有平面镜法(自准法)和物距像距法。
对于凸透镜还可用移动透镜二次成像法(又称共轭法)。
应用这种方法,只需要测定透镜本身的位移,测法简单,测量的准确度较高。
实验目的⒈学会简单光学系统的共轴调节;⒉学习测量薄透镜焦距的几种方法。
(自准法、物距像距法、共轭法)⒊掌握简单光路的分析和调整方法。
实验原理一、透镜成像公式透镜分凸透镜、凹透镜。
⑴凸透镜具有使光束聚合的作用。
当一束平行于透镜主光轴的光线通过透镜后,将会聚到主光轴上,会聚点F称为透镜的焦点。
透镜光心O到焦点F的距离称为焦距(图5-1)。
图5-1透镜的焦点焦距(a)凸透镜(b)凹透镜(2)凹透镜具有使光束发散的作用,即一束平行于透镜主光轴的光线透过凹透镜后散开,把发散光的反向延长线与主光轴的交点F称为该透镜的交点。
透镜光心O到焦点F的距离称为它的焦距f (图5-1(b ))当透镜的厚度与焦距相比为很小时,这种透镜称为薄透镜。
在近轴光线的条件下,薄透镜(包括凸透镜和凹透镜)成像规律可表示为111u fυ+= (5-1) 式中,u 为物距,υ为像距,f 为透镜的焦距。
u 、υ和f 均从透镜的光心O 点算起。
物距u 恒取正值,像距υ的正负由像的实虚决定。
实像时,υ为正;虚像时,υ为负。
凸透镜的f 取正值;凹透镜的f 取负值。
为了便于计算透镜焦距f ,式(5-1)可以改为u f u υυ=+ 5-2 只要测得物距u 和像距υ,便可算出透镜的焦距f 。
二、凸透镜焦距的测量原理⒈ 自准法见图5-2所示,若物体AB 恰好处于透镜 L 的焦平面上,则物上任一点发出的光线经透 镜L 后成为一束平行光,被平面镜M反射后仍 为平行光,再次通过透镜L后又在焦平面上成 像,像11B A 与物AB 等大倒立,物距即等于透 镜的焦距f 。
这种方法是利用实验装置(待测透镜)自身 产生的平行光束来调焦,所以叫做“自准法”, 也称为“自准直法”。
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实验3-13 透镜焦距的测定
一、画出实验光路图(标明各元件符号及名称)
二、测量公式及式中各量的物理意义
三、预习自测题
1.为了在光具座上实现准确测量,应使各光学元件同轴等高。
为此,先要目测粗调,然后再采用,通过两次成像中心来进行细调,细调时采用大像向小像靠拢。
2.物距像距法和自准直法测凹透镜焦距时,要求凸透镜在像屏上成一像。
3.凹透镜成的是像,因而不能用像屏直接接收到像,故一般借助,使其将光线会聚所成的像作为凹透镜的。
4.用位移法细调同轴等高时,若成的大像比成的小像高,则说明物比透镜。
5.测凸透镜焦距时,与物距像距法和自准直法相比,位移法的优点是。
6.取拿透镜时只允许拿透镜的,以免损坏光学面。
7.写出位移法测凸透镜焦距的相对不确定度传递公式。
四、原始数据记录
1.物距像距法测凸透镜焦距
2.自准直法测凸透镜焦距
3.位移法测凸透镜焦距
4.物距像距法测凹透镜焦距
5.自准直法测凹透镜焦距。