透镜焦距测量实验报告
焦距测量实验报告
一、实验目的1. 理解透镜成像原理，掌握透镜焦距的定义。
2. 通过实验，学会使用不同方法测量透镜焦距。
3. 分析实验误差，提高实验数据处理能力。
二、实验原理透镜焦距是指透镜的光心到其焦点的距离。
根据透镜成像原理，当物体位于透镜的一倍焦距之外时，透镜在另一侧形成一个实像，此时实像的位置与物体到透镜的距离之间存在一定的关系。
本实验通过以下几种方法测量透镜焦距：1. 物距像距法：根据透镜成像公式，当物体位于透镜的一倍焦距之外时，有 1/f = 1/v - 1/u，其中 f 为透镜焦距，v 为像距，u 为物距。
2. 自准直法：利用透镜自准直特性，通过调整透镜与物体、像屏的距离，使物体在像屏上形成清晰的实像，此时物距与像距之和等于透镜焦距的两倍。
3. 平行光管法：利用平行光管产生平行光，通过测量平行光与透镜焦点的距离，得到透镜焦距。
三、实验仪器1. 凸透镜2. 凹透镜3. 平行光管4. 光具座5. 物距尺6. 像距尺7. 记录本四、实验步骤1. 物距像距法：将物体放置在凸透镜前，调整物距和像距，使物体在像屏上形成清晰的实像。
记录物距和像距，根据透镜成像公式计算焦距。
2. 自准直法：将物体放置在凸透镜前，调整透镜与物体、像屏的距离，使物体在像屏上形成清晰的实像。
记录物距和像距之和，得到透镜焦距。
3. 平行光管法：将平行光管对准透镜，调整平行光管与透镜的距离，使平行光束与透镜焦点相交。
记录平行光束与透镜焦点的距离，得到透镜焦距。
五、实验数据1. 物距像距法：物距 u = 30 cm，像距 v = 60 cm，焦距 f = 20 cm。
2. 自准直法：物距 u = 30 cm，像距 v = 90 cm，焦距 f = 60 cm。
3. 平行光管法：平行光束与透镜焦点的距离 d = 20 cm，焦距 f = 20 cm。
六、数据处理与分析1. 计算三种方法的实验误差：（1）物距像距法：误差Δf1 = |f1 - f理论| = |20 cm - 20 cm| = 0 cm。
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。
清华大学物理实验A1透镜焦距地测量实验报告
清华大学透镜焦距的测量实验物理实验完整报告班级姓名学号结稿日期：透镜焦距的测量实验报告一、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（主要是共轴调节和消视差）；3.学习几种测量透镜焦距的方法。
二、实验原理1.薄透镜成像规律：薄透镜是指中央厚度d比透镜焦距f小很多的透镜。
分为凹透镜和凸透镜。
在近轴光线条件下，薄透镜的成像规律为：111fpqy'qyp式中，为线放大率，其余各个物理量正负作如下规定：物理量符号正负物距p实物虚物像距q实物虚物焦距f凸透镜凹透镜物的大小y光轴之上光轴之下像的大小光轴之上光轴之下y'本实验中采用薄透镜，因此p和q都是从光心算起。
在本实验中，为了尽可能满足近轴条件，常采取两个措施：(1)在透镜前加一光阑以挡住边缘光线；(2)调节各元器件使之共轴。
以凸透镜为例，薄透镜成像规律如图1所示。
图1凸透镜成像规律2.共轭法测凸透镜的焦距原理：如图2，使得物与屏距离b＞4f并保持不变，令O和O间的距离为a,物到像的距离为12b，则根据共轭关系，有p1q2和p2q1。
进而推得：f22 ba 4b测量出a和b即可求得焦距f。
图2共轭法测量凸透镜焦距3.焦距仪测凸透镜焦距原理：如下图3，由几何关系，知：tan 0 yf，tany'f且tantan0，所以，y'ffxy。
3离，f为待测凸透镜的焦距。
x图3焦距仪光路图4.自准法测凹透镜焦距原理：如图4，物屏上的箭矢AB经过凸透镜L1后成实像A'B'，图中O1F1f1为L1的焦距。
现将待测凹透镜L置于L1与A'B'之间，此时A'B'成为L2的虚物。
若虚物A'B'正好在L2 2的焦平面上，则从L出射的光将是平行光。
若在L2后面垂直于光轴放置一个平面镜，则该2平行光经反射并依次通过L和2L，最后必然在物屏上成实像A"B"。
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
透镜焦距的测定实验报告
透镜焦距的测定实验报告在这次透镜焦距的测定实验中，我们的目标是找出透镜的焦距。
首先，准备工作就很重要。
要准备一个透镜、一个光源和一个屏幕。
实验室的气氛满是期待，大家心里都在默默算着，今天会有什么新发现。
第一步，先把透镜放在桌子上。
大家围着，仔细观察。
然后，点亮光源，光线穿过透镜，变得弯曲。
透镜的神奇之处就显露无遗了。
像魔法一样，光线从直线变成了弯曲的轨迹。
看到这个场景，我不禁感叹：科学真是妙不可言。
接下来，调整透镜和屏幕之间的距离。
这个过程需要小心翼翼。
要找到一个点，屏幕上能形成清晰的像。
像是要捉住那一瞬间的美丽。
当光斑变得清晰时，大家欢呼起来，像是在庆祝一个小小的胜利。
这里的每一个步骤都充满了乐趣。
然后，我们进行测量。
记录透镜与屏幕的距离。
这个数据非常关键，能帮助我们进一步计算焦距。
虽然这看似简单，但其实每个数据背后都有它独特的故事。
每一次记录，都是对透镜理解的加深。
在计算焦距的时候，大家开始热烈讨论。
这种集思广益的氛围让实验更加生动。
透镜的焦距是一个重要的物理参数，决定了它的应用。
无论是相机、眼镜还是望远镜，焦距都影响着图像的质量。
讨论中，有人提到用“点线面”的方式来理解焦距的概念，大家纷纷表示认同。
实验的最后一步，数据分析。
通过测得的距离，应用公式来计算焦距。
这个过程其实有些挑战性，但大家都很投入。
看着公式一行行地展开，像拼图一样，逐渐拼凑出焦距的真相。
焦距被确定，大家的脸上都挂着满意的笑容。
此刻的成就感真是无与伦比。
总结这个实验，真是一次难忘的经历。
透镜的奥秘在我们手中揭开，科学的魅力在每个人心中点燃。
透镜焦距的测定不仅仅是一个实验，更是我们对自然现象的深入探索。
通过亲手操作和计算，理解了透镜的特性，感受到了物理学的神奇。
这样的实践活动，让我们在轻松愉快中收获了知识，建立了团队合作的精神。
每个人都在这个过程中找到了自己的角色。
有人负责记录，有人负责调整，还有人负责讨论。
就像一场合作无间的乐队演奏，各自发挥，最终形成和谐的乐曲。
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）。
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
透镜焦距的测定实验报告
目录
1. 实验目的
1.1 实验原理
1.1.1 凸透镜焦距的定义
1.1.2 透镜成像规律
1.2 实验器材
1.3 实验步骤
1.4 实验结果分析
1.4.1 计算透镜焦距的方法
1.4.2 灵敏度分析
1.5 实验结论
1. 实验目的
本实验旨在通过测量透镜的焦距，掌握凸透镜的成像规律，加深对光学成像知识的理解。
1.1 实验原理
1.1.1 凸透镜焦距的定义
在光学中，透镜的焦距是指透镜将平行光线聚焦到焦点的距离，通常用f表示。
1.1.2 透镜成像规律
凸透镜的成像规律包括物体到透镜的距离、像到透镜的距离、物体高度与像高度的关系等。
1.2 实验器材
本次实验所用器材包括凸透镜、光源、物体等。
1.3 实验步骤
1. 将凸透镜放置在光源前方，调整物体到透镜的距离；
2. 观察在屏幕上形成的透镜成像，测量物体到透镜的距离和像到透镜的距离；
3. 重复测量多组数据，计算平均焦距。
1.4 实验结果分析
1.4.1 计算透镜焦距的方法
通过测量物体到透镜的距离和像到透镜的距离，可以利用透镜成像规律计算透镜的焦距。
1.4.2 灵敏度分析
实验过程中，适当调整物体到透镜的距离可以提高焦距的测量精度。
1.5 实验结论
通过本实验的测量和计算，得到了凸透镜的焦距值，并掌握了凸透镜的成像规律，加深了对光学成像知识的理解。
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
94.8
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
844.8
499.9
465.1
333.8
34.8
166.1
44.0
1307.2
844.8
505.2
465.1
234.1
40.1
271.1
47.1
其中s是像 到凹透镜的距离， 像 到凹透镜的距离
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；
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
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。
测透镜焦距实验报告
测透镜焦距实验报告测透镜焦距实验报告引言：透镜是光学实验中常见的器材之一，它通过折射和反射光线来实现光学成像。
在本次实验中，我们将探究透镜的焦距，并通过实验测量的方法来验证理论计算的准确性。
实验目的：1. 理解透镜的定义和基本原理；2. 通过实验测量的方法，测定透镜的焦距；3. 比较实验结果与理论计算值的差异，分析其原因。
实验器材：1. 凸透镜；2. 凹透镜；3. 光源；4. 屏幕；5. 尺子；6. 实验台。
实验步骤：1. 将实验台放置在平稳的桌面上，并确保光源、透镜和屏幕之间的距离合适。
2. 将凸透镜放置在实验台上，并调整其位置，使其与光源和屏幕处于同一直线上。
3. 打开光源，调整其亮度和位置，确保光线能够通过透镜并成像在屏幕上。
4. 移动屏幕，寻找到透镜的焦点位置，即屏幕上出现最清晰的像。
5. 使用尺子测量透镜与屏幕之间的距离，并记录下来。
6. 重复上述步骤，使用凹透镜进行相同的实验。
实验结果与分析：通过实验测量，我们得到了凸透镜和凹透镜的焦距分别为f1和f2。
根据光学公式，我们可以计算出透镜的理论焦距f0。
比较实验结果与理论计算值的差异，可以发现两者之间存在一定的偏差。
这种偏差可能是由多种因素引起的。
首先，实验中的测量误差是不可避免的。
尺子的读数误差、光线的折射误差等都会对实验结果产生影响。
其次，透镜的制造和使用过程中也存在一定的误差。
透镜的形状、材料等因素都会对焦距产生影响。
此外，实验中的环境因素，如光源的亮度和稳定性，也可能对实验结果产生一定的影响。
为了提高实验结果的准确性，我们可以采取以下措施。
首先，使用更精密的测量工具，如显微镜或激光测距仪，来测量透镜与屏幕之间的距离。
其次，使用更高质量的透镜，减小透镜本身的误差。
最后，保持实验环境的稳定，确保光源的亮度和稳定性。
结论：通过本次实验，我们深入了解了透镜的基本原理和焦距的概念。
通过实验测量和理论计算，我们可以得到透镜的焦距，并比较两者的差异。
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。
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。
用两次成像法测量透镜焦距实验报告
实验1：用贝塞耳法（两次成像法）测薄透镜焦距透镜是光学仪器中最基本的元件，反映透镜特性的一个主要参量是焦距，它决定了透镜成像的位置和性质(大小、虚实、倒立)。
对于薄透镜焦距测量的准确度，主要取决于透镜光心及焦点(像点)定位的准确度。
本实验在光具座上采用贝塞耳法（两次成像法）测薄凸透镜焦距，以便了解透镜成像的规律，掌握光路调节技术，为今后正确使用光学仪器打下良好的基础。
【实验目的】1.学会用贝塞耳法（两次成像法）测量透镜焦距的方法。
2.掌握简单光路的分析和光学元件同轴等高的调节方法。
3.熟悉光学实验的操作规则。
【实验原理】在近轴光线的条件下，薄透镜成像的高斯公式为1''=+s fs f (5-1) 当将薄透镜置于空气中时，则焦距'''ss ss f f -=-= (5-2) (5-2)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，与光线进行方向一致为正，反之为负，如图5-1所示。
若在实验中分别测出物距s 和像距s ′，即可用式(5-2)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。
对于凸透镜焦距的测量，除用当将薄透镜上述物像公式法测量之外，还可用以下几种方法。
1.粗略估测法以太阳光或较远的灯光为光源，用凸透镜将其发出的光线聚成一光点(或像)，此时，s →∞，s ′≈f ′，即该点(或像)可认为是焦点，而光点到透镜中心(光心)的距离，即为凸透镜的焦距，此法测量的误差约在10％左右。
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.自准法如图5-2所示，在待测透镜L 的一侧放置被光源照明的1字形物屏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，将变为平行光线，然后被平面反射镜反射回来。
焦距测量实验报告
焦距测量实验报告焦距测量实验报告引言：焦距是光学中的一个重要概念，它决定了光线通过透镜后的聚焦效果。
在本次实验中，我们通过测量透镜的焦距，来验证光学公式的准确性，并探究焦距与物距、像距之间的关系。
实验步骤：1. 实验器材准备：凸透镜、光源、屏幕、尺子、光屏等。
2. 将凸透镜放置在光源和屏幕之间，确保光线能够通过透镜并在屏幕上形成清晰的像。
3. 调整透镜与屏幕的距离，使得像尽可能清晰。
4. 测量透镜与屏幕之间的距离，即像距。
5. 移动光源，改变物体与透镜的距离，再次测量像距。
6. 重复步骤4和5，记录不同物距下的像距。
实验结果：根据实验数据，我们绘制了焦距与物距的图像。
从图中可以看出，焦距与物距之间存在着一定的关系。
当物距较小时，焦距较大；而当物距较大时，焦距较小。
这与光学公式 f=1/(1/f1+1/f2) 中的理论预测相符合。
讨论：为了更好地理解焦距与物距、像距之间的关系，我们进一步分析了实验结果。
从理论上来说，焦距是透镜的固有属性，与物距、像距无关。
然而，在实际测量中，由于透镜的制造和使用过程中的误差，我们发现焦距与物距、像距之间存在一定的偏差。
这种偏差可能是由于透镜的形状不完全对称、材料的折射率不均匀等因素引起的。
此外，实验中的光源和屏幕也可能存在一定的误差。
因此，为了提高测量的准确性，我们可以采用更精确的仪器和测量方法，以减小误差。
此外，我们还可以通过改变透镜的形状、材料和制造工艺等因素，来探究焦距与物距、像距之间的关系。
例如，我们可以使用不同曲率的透镜，或者使用具有不同折射率的材料制造透镜。
通过比较不同条件下的实验结果，我们可以进一步深入了解焦距的影响因素。
结论：通过本次实验，我们成功测量了透镜的焦距，并验证了光学公式的准确性。
同时，我们也发现了焦距与物距、像距之间的关系，并对实验结果进行了讨论。
虽然实验中存在一定的误差，但这并不影响我们对焦距的理解和应用。
在今后的学习和研究中，我们可以进一步探索焦距的相关问题，以提高实验的准确性和深度。
透镜焦距测量实验报告 (2).doc
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
.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：
（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
919.8
853.8
453.4
321.1
56.5
1307.2
1238.9
984.9
917.9
389.3
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。
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。
透镜焦距测量实验报告
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
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
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。
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
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