薄凸透镜焦距的测定(附有数据)
薄透镜焦距的测量实验原理
薄透镜焦距的测量实验原理引言：薄透镜是光学实验中常用的元件之一，它具有将光线聚焦或发散的作用。
测量薄透镜的焦距是实验室中常见的实验之一，通过测量薄透镜的物距和像距，可以准确地计算出薄透镜的焦距。
本文将介绍薄透镜焦距的测量实验原理以及具体的操作步骤。
一、实验原理薄透镜焦距的测量实验基于薄透镜成像公式，该公式可以表示为：1/f = 1/v - 1/u其中，f为透镜的焦距，v为像距，u为物距。
实验中，我们通过测量透镜的物距和像距，然后代入公式，求解焦距。
二、实验装置及材料1. 凸透镜：选择一个焦距已知的凸透镜。
2. 光源：可以使用点光源或平行光源。
3. 物体：可以使用一个尺子或标尺作为物体。
4. 屏幕：用于接收透镜成像后的光线。
三、实验步骤1. 准备工作：a. 将光源放置在透镜的一侧，确保光线能够通过透镜。
b. 将屏幕放置在透镜的另一侧，并与透镜保持一定的距离。
2. 实验操作：a. 将物体放置在透镜的一侧，并与透镜保持一定的距离。
b. 调整透镜的位置，使得光线通过透镜后能够在屏幕上形成清晰的像。
c. 测量物距u和像距v，并记录下来。
3. 数据处理：a. 将测得的物距u和像距v代入薄透镜成像公式。
b. 根据公式计算出透镜的焦距f。
四、注意事项1. 测量物距和像距时，应尽量保证测量的准确性，可以使用尺子或标尺进行测量，并尽量测量多组数据取平均值。
2. 在调整透镜位置时，应观察屏幕上的像是否清晰，如有需要可以适当调整透镜的位置，直至获得清晰的像。
3. 实验过程中要注意安全，避免光线直接照射眼睛。
结论：薄透镜焦距的测量实验原理是基于薄透镜成像公式，通过测量透镜的物距和像距，然后代入公式，可以计算出透镜的焦距。
实验中需要准备透镜、光源、物体和屏幕等实验装置及材料，按照一定的步骤进行操作。
在实验过程中，需要注意测量准确性和安全性。
通过这个实验，我们可以更加深入地了解薄透镜的性质和特点，同时也可以巩固和应用薄透镜成像公式的知识。
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。
南昌大学薄透镜焦距的测量实验报告
二次成像的条件是箭物与屏的距离D必须大于4倍凸透镜的焦距。用这种方法测量焦距，避免了测量物距、像距时估计光心位置不准所带来的误差，在理论上比较准确。
3.测凹透镜焦距的实验成像条件是什么？两种测量方法的要领是什么？?
??一是要光线近轴，这可通过在透镜前加一光阑档去边缘光线和调节共轴等高来实现；二是由于凹透镜为虚焦点，要测其焦距，必须借助凸透镜作为辅助透镜来实现。?
（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。
图1自准直法测焦距图2物距像距法测焦距
（3）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:
Pour l 'étude et la recherche uniquement à des finspersonnelles; pas à des fins commerciales.
толькодля людей, которые используются для обучения, исследований и не должны использоваться в коммерческих целях.
薄透镜焦距测量实验
薄透镜焦距测量【实验目的】1. 学习光学仪器的使用和维护规则，学会调节光学系统使之等高共轴。
2. 掌握测量薄会聚透镜和发散透镜焦距的方法。
3. 观察透镜成像，并从感性上了解透镜成像公式的近似性。
【实验仪器】光具座，底座及支架，薄凸透镜，薄凹透镜，平面镜，物屏（有透光箭头的铁皮屏），像屏（白色，有散光的作用）。
【实验原理】透镜是光学仪器中最基本的元件，焦距是反映透镜特性的重要物理量。
为了正确使用光学仪器，必须掌握透镜成像规律，学会光路调节技术和焦距测量方法。
1.自准直法测量凸透镜焦距如图1-1和图1-2所示，当物P在焦点处或焦平面上时，经透镜L 后光是平行光束，经平面镜反射再经透镜后成像于原物P处。
因此，P 点到透镜L中心点的距离就是透镜的焦距f。
图1-1：自准直法测量焦距原理图1当实物（具体实验中为狭缝光源）刚好在凸透镜焦点时，会在实物处呈现倒立等大的实像。
实物和凸透镜之间的距离即是焦距的值。
图1-2：自准直法测量焦距原理图2光的可逆性原理：当光线的方向返转时，它将逆着同一路径传播。
这个方法是利用调节实验装置本身，使之产生平行光以达到调焦的目的，所以称自准直法。
2.物距与像距法测量凸透镜焦距由于对实物，凸透镜可成实像，所以直接测量凸透镜的物距u、像距v，就可以用高斯公式（高斯公式的普遍形式：），求出凸透镜的焦距，如图2-1所示。
图2-1：物距与像距法测量焦距原理图3.共轭法（二次成像法）测量凸透镜焦距如图3-1，取物体与像屏之间的距离L大于4倍凸透镜焦距f，即L>4f，并保持L不变。
沿光轴方向移动透镜，则在像屏上必能两次成像。
图3-1：二次成像法测量焦距原理图当透镜在位置 I时屏上将出现一个放大清晰的像（设此物距为u，像距为v）；当透镜在位置 II 时，屏上又将出现一个缩小清晰的像（设此物距为u′，像距为v′），设透镜在两次成像时位置之间的距离为 C，根据透镜成像公式，可得u= v′，u′=v又从图3-1可以看出上式称为透镜成像的贝塞尔公式。
《凸透镜焦距的测定》实验指导和报告要求
《凸透镜焦距的测定》实验指导和报告要求一、 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；4、 能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：111u fυ-+= 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。
1、 物像法物屏P 凸透镜L 像屏Nvuf物距像距法光路如上图所示，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。
2、 共轭法（贝塞尔法、位移法）物屏与像屏的相对位置l 保持不变，而且4l f >，当凸透镜在物屏与像屏之间移动时，可实现两次成像。
透镜在1x 位置时，成倒立、放大的实像，透镜在2x 位置时，成倒立、缩小的实像。
实验中，只要测量出光路图中的物屏与像屏的距离D 和透镜两次成像移动的距离L ，代入下式就可算出透镜的焦距。
DL D f 4 22-=三、实验仪器带标尺的光具座一台，凸透镜一块，箭矢物屏，带电源小灯泡一个，光屏一个，光学元件底座和支架各4个。
四、实验内容与步骤（一）光学系统的共轴调节先利用水平尺将光具座导轨在实验桌上调节成水平，然后进行各光学元件同轴等高的粗调和细调，直到各光学元件的光轴共轴，并与光具座导轨平行为止。
1、粗调将小灯泡、箭矢物（小灯泡与箭矢物的距离大于40厘米）、凸透镜、白屏等光学元件放在光具座上，使它们尽量靠拢，用眼睛观察，进行粗调（升降调节、水平位移调节）,使各元件的中心大致在与导轨平行的同一直线上，并垂直于光具座导轨。
2、细调利用透镜二次成像法来判断是否共轴，并进一步调至共轴。
当物屏与像屏距离大于4f时，沿光轴移动凸透镜，将会成两次大小不同的实像。
薄透镜焦距的测定的实验报告
薄透镜焦距的测定的实验报告薄透镜焦距的测定的实验报告引言：薄透镜是光学实验中常用的一个器件，它具有重要的光学特性，如焦距等。
本实验旨在通过实际操作，测定薄透镜的焦距，并探究焦距与透镜的形状、折射率之间的关系。
实验装置和原理：实验中，我们使用了一块薄透镜、一支光源、一块屏幕和一把尺子。
薄透镜是一种中央较薄，边缘较厚的透镜，它可以将光线聚焦或发散。
透镜的焦距是指在无穷远处的物体上，透镜将光线聚焦到焦点上的距离。
实验步骤：1. 将薄透镜放置在光源和屏幕之间，确保光线能够通过透镜。
2. 调整透镜与屏幕的距离，使得在屏幕上可以清晰观察到透镜所成的像。
3. 将透镜与光源、屏幕之间的距离称为物距（u），并记录下来。
4. 移动屏幕，调整距离，直到观察到的像清晰锐利。
5. 记录下此时屏幕与透镜的距离，称为像距（v）。
6. 重复以上步骤多次，取不同的物距和像距的组合，以获得更准确的结果。
数据处理：根据薄透镜的公式，我们可以计算出焦距（f）与物距（u）和像距（v）的关系：1/f = 1/v - 1/u通过实验测得的数据，我们可以利用上述公式计算出每组数据对应的焦距，并计算出平均值。
结果与分析：在实验中，我们测得了多组不同的物距和像距数据，并计算出了相应的焦距。
通过对这些数据的分析，我们可以得出以下结论：首先，焦距与透镜的形状有关。
当透镜的形状变化时，焦距也会相应地改变。
例如，凸透镜的焦距为正值，而凹透镜的焦距为负值。
其次，焦距与透镜的折射率有关。
折射率是介质对光的折射能力的度量，与透镜的材料有关。
我们可以发现，当折射率增大时，焦距也会相应增大。
此外，通过对多组数据的平均值计算，我们可以得到更准确的焦距。
实验中，我们可以看到不同的物距和像距对应的焦距有一定的差异，这是由于实验误差等因素所致。
通过取平均值，我们可以减小这些误差的影响，得到更可靠的结果。
结论：通过本实验，我们成功测定了薄透镜的焦距，并探究了焦距与透镜的形状、折射率之间的关系。
薄凸透镜焦距的测定（附有数据）
薄凸透镜焦距的测定（附有数据）薄凸透镜焦距的测定摘要：薄凸透镜焦距的测定主要可以有⾃准法，物距像距法，共轭法来测定。
讨论了焦距误差的计算⽅法,讨论了各种⽅法的优缺点，清晰像位置判断不确定所引⼊的测量误差,同时分析了改变物距对透镜焦距测量不确定度的影响。
关键词：左右逼近法，同轴等⾼，共轭法，⾃准法，物距像距法，误差分析。
引⾔：凸透镜是各种光学元件中最基本的成像元件,⽽透镜最重要的参量就是它的焦距。
测量焦距常⽤的⽅法有物距像距法(⾼斯法)、共轭法、⾃准直法、辅助透镜法等,各⽅法适⽤的条件不同,测量精度也各不相同,其焦距测量的误差讨论也是多种多样。
⼀、实验任务：1、了解薄透镜的成像规律；2、掌握光学系统的共轴调节；3、⽤⾃准法、物距像距法、共轭法测定薄凸透镜的焦距。
⼆、实验仪器：GY-1型溴钨灯⼀个，凸透镜L，物屏P⼀块，像屏⼀块，平⾯镜M，⼀维平移底座若⼲，三维平移底座，直尺三、实验原理：A、⾃准法原理：当物体A处在凸透镜的焦距平⾯时，物A上各点发出的光束，经透镜后成为不同⽅向的平⾏光束。
若⽤⼀与主光轴垂直的平⾯镜将平⾏光反射回去，则反射光再经透镜后仍会聚焦于透镜的焦平⾯上。
优点：物，像在同⼀焦平⾯上。
操作简单，常⽤作粗测。
缺点：误差⼤。
B、物距像距法缺点：很难确定屏在哪个位置时像最清晰，往往是把屏前后移动，在⼀个较⼤的范围内像的清晰程度都相差不多，像距v很难测准确．⽽且由于光⼼的位置不确定，会造成物距和像距都测不准确，从⽽测出的焦距误差很⼤。
C、共轭法原理：物与像屏之间的距离设为L，⼤于4倍焦距时，薄透镜在物与像屏之间移动时有两个位置O1、O2可以在屏上成像，在O1位置时成放⼤的实像，在O2位置时成缩⼩的实像，O1、O2之间的距离记为d，则透镜的焦距f可以由L、s两个量得到。
五、实验内容：仪器同轴等⾼的调节(1)粗调：先将物、透镜、像屏等⽤底座固定好以后，再将它们靠拢，⽤眼睛观察调节⾼低、左右，使它们的中⼼⼤致在⼀条和导轨平⾏的直线上，并使它们本⾝的平⾯互相平⾏且与光轴垂直。
南昌大学薄透镜焦距的测量实验报告
南昌大学物理实验报告课程名称：大学物理实验实验名称：透镜焦距的测量学院：专业班级：学生姓名：学号：实验地点：B609 座位号：9号实验时间：第九周星期五下午十五时四十五分开始二、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v u uv f +=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）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O 1处时,屏上得到一个倒立放大实像,当凸透镜移至O 2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．凹透镜焦距的测量原理 利用虚物成实像求焦距：图4如图4所示，先用凸透镜L 1使AB 成实象A 1B 1，像A 1 B 1便可视为凹透镜L 2的物体（虚物）所在位置，然后将凹透镜L 2放于L 1和A 1B 1之间，如果O 1A 1<∣f 2∣，则通过L 1的光束经L 2折射后，仍能形成一实象A 2B 2。
实验一：用自准法测薄凸透镜焦距
实验一 用自准法测薄凸透镜焦距一、实验目的1、掌握光的可逆性原理测透镜焦距的方法。
2、掌握光的可逆性原理的光路调节。
二、实验仪器与装置1、白光源 S (GY -6) 6、二维调节架 (SZ -07)2、物屏 P (SZ -14) 7、二维平移底座 (SZ -02)3、凸透镜 L(T -GSZ -A10，f '=190mm) 8、三维平移底座 (SZ -01)4、二维调节架 (SZ -07) 9、通用底座 (SZ -04)5、平面镜 M (T -GSZ -A16) 10、通用底座 (SZ -04)三、实验原理光的可逆性原理。
当光线的方向返转时，它将逆着同一路径传播。
借此原理可测量薄凸透镜的焦距，当物P 在焦点处或焦平面上时，经透镜后光是平行光束经平面镜反射再经透镜后成像于原物P 处，记为Q 。
因此，P 点到透镜中心O 点的距离就是透镜的焦距f 。
四、实验内容1、光学系统共轴的调节。
2、利用可逆性原理测薄透镜的焦距。
分别记下P 和L 的位置 ，则焦距为21a f a a '=-3、将透镜转过180记下P 和L 的位置12,b b 则焦距为21b f b b '=-4、综合焦距为2a b f f f ''+'= 五、实验步骤 1沿米尺装妥各器件，并调至共轴。
2开启光源，移动L 和M ，直至在物屏上获得镂空图案的倒立实像。
3调M 和L 的俯仰和左右并前后微动L ，使像最清晰且与物屏图案等大倒立的实像。
4分别记下P 和L 的位置； 12,a a 12,a a 1805将P 和L 都转 之后（不动底座），重复做前4步； 6记下P 和L 新的位置 ； 7计算： ； ， 21bf b b '=- 2a b f f f ''+'= 六、实验数据及处理次数n物屏位置 透镜位置 焦距 平均值 12345七、实验注意事项1、调共轴时，应先用目测粗调，调节速度可更快一点。
用位移法测薄凸透镜焦距f[精髓][宝典]
![用位移法测薄凸透镜焦距f[精髓][宝典]](https://img.taocdn.com/s3/m/0f5af1e44793daef5ef7ba0d4a7302768f996f56.png)
用位移法测薄凸透镜焦距f (测量实验)一、实验目的了解、掌握位移法测凸透镜焦距的原理及方法二、实验原理对凸透镜而言，当物和像屏间的距离L 大于4倍焦距时，在它们之间移动透镜，则在屏上会出现两次清晰的像，一个为放大的像，一个为缩小的像。
分别记下两次成像时透镜距物的距离O 1、O 2(e=|O 1-O 2|)，距屏的距离O 1'、O 2'根据光线的可逆性原理，这两个位置是“对称”的。
即O 1=O 2'，O 2=O 1'则：L －e= O 1 ＋O 2'＝２O 1＝２O 2' O 1=O 2'＝(L －e)/２而O 1'= L －O 1＝L －(L －e)/２＝(L+e)/2 把结果带入透镜的牛顿公式1/s+1/s'=1/f得到透镜的焦距为L e L f 4/)(22-= 由此便可算得透镜的焦距，这个方法的优点是，把焦距的测量归结为对于可以精确测定的量L 和e 的测量，避免了在测量u 和v 时，由于估计透镜中心位置不准确所带来的误差。
三、实验仪器1、带有毛玻璃的白炽灯光源S2、品字形物屏P ： SZ-143、凸透镜L ： f=190mm(f=150mm)4、二维调整架： SZ-075、白屏H ： SZ-136、通用底座： SZ-047、二维底座： SZ-028、通用底座： SZ-049、通用底座： SZ-04四、仪器实物图及原理图（见图二）五、实验步骤1、把全部器件按图二的顺序摆放在平台上，靠拢后目测调至共轴，而后再使物屏P 和白屏H 之间的距离l 大于4倍焦距。
2、沿标尺前后移动L ，使品字形物在白屏H 上成一清晰的放大像，记下L 的位置a 1。
3、再沿标尺向后移动L ，使物再在白屏H 上成一缩小像，记下L 的位置a 2。
4、将P 、L 、H 转180度，重复做前三步，又得到L 的两个位置b 1、b 2。
5、分别把f=150mm 和f=190mm 的透镜各做一遍，并比较实验值和真实值的差异并分析其原因。
实验15薄凸透镜焦距的测量
实验15 薄凸透镜焦距的测量一、实验目的1.理解不同方法测量透镜焦距的原理。
2.学会光路的搭建和调节方法。
3.掌握平行光管等仪器的使用方法。
二、预习要求１．预习讲义，看懂实验原理。
２．熟悉有关仪器的原理及其使用方法。
三、实验仪器1.光源S、2.物屏P、3.被测凸透镜L、4.二维架或透镜架、5.平面镜M、6.调节支架、7.通用底座、8.照明器、9.平行光管、10.可平移透镜支架、11.测微目镜、12.光具座四、实验原理1．自准法测量薄凸透镜焦距自准法采用光的可逆性原理测量薄凸透镜的焦距。
光的可逆性是指当光线的方向返转时，它将逆着同一路径传播。
实验原理见图1。
图1 自准法测量透镜焦距实验原理图当物P在焦点处或焦平面上时，经透镜后光是平行光束，经平面镜反射再经透镜后成像于原物P处（记为Q）。
因此，P点到透镜中心O点的距离就是透镜的焦距f。
本实验采用的实验仪器为1～7，按照图2所示搭建相关实验仪器。
图2自准法测量透镜焦距实验仪器组成图2. 放大率法测量薄凸透镜焦距（1） 平行光管介绍平行光管是一种产生平行光束的仪器，它主要由物镜、分划板和照明器组成，本实验所用的国产550型平行光管的外形如图3所示，其光学系统如图4所示。
图4 平行光管光学系统图分划板位于平行光管物镜的焦平面上，分划板上每一点发出的光经物镜后变成一束平行光。
位于分划板中心A 处（焦点上）发出的光经透镜后成为一束和光轴平行的光，轴外点B 发出的光经透镜后成为一束平行于BOB ’的平行光。
这些平行光束好象来自无限远处，因而也常用来代替无限远处的目标，用以作为瞄准和观测的标记。
取下平行光管的照明部件，换上自准直目镜，此时平行光管成为一个望远系统的自准直平行光管，通过目镜可观察远处的物体。
平行光管配有不同类型的分划板后，可以有不同的用途。
平行光管在光学测量中，是一个基本度量仪器，也是许多光学仪器的基本部件。
分划板是在光学镜片上镀刻各种图案而成。
本实验所用的国产550型平行光管，附有五种分划板，其各图案如图5所示。
薄透镜的测量
实验内容:1.光学元件等高共轴的调节(1)确定凹凸透镜，粗测凸透镜焦距。
(2)将光源、物屏、待测透镜和像屏依次放在光学导轨上，然后进行各光学元件等高共轴的粗调和细调。
粗调：将光源、物屏、待测透镜和像屏靠在一起（光源保持不动），然后调节各光学元件的中心大致在同一直线上。
细调：1.调节像屛、物屏及凸透镜的截面（过光心的截面）垂直于光学导轨。
此操作是本实验成败的关键所在。
2.利用二次成像法调节光学元件共轴(1)物屏和像屏之间的距离大于4倍凸透镜的焦距并固定物屏和像屏.(2)移动凸透镜，在像屏上观察到两次成像，一次成大像，一次成小像。
当两次像的中心重合时，表明各光学元件已经共轴。
若两次成像的中心不重合，则分成两维进行调节。
调节透镜的高低，使两次像的中心在同一高度；然后前后（实验人员正对着导轨）调节透镜，使两次像的中心重合。
2. 凸透镜焦距的测定(1) 二次成像法测定凸透镜的焦距。
如图1，在光学平台上依次放置各光学元件，并使物屏与像屏间的距离大于4倍透镜焦距且固定物屏与像屏。
记录物屏与像屏的位置。
移动透镜，在像屏上呈现清晰、放大、倒立的实像，记下此时透镜的位置，然后继续移动透镜直到像屏上呈现清晰、缩小、倒立的实像，记下此时透镜的位置。
根据公式（1）可以求出凸透镜的焦距。
改变物屏与像屏间的距离再次测量。
任一间离下只要测一次数值。
改变物屏与像屏间的距离三次。
最后焦距取平均值。
注意：1.物屏的位置是出光面的位置；像屏的位置是成像面的位置。
2.为了减小景深的影响，透镜位置应取所成清晰像范围的中间位置（例如：在某一范围内移动透镜，我们看到的像一样清晰，那么透镜的位置就是这一范围的中间位置），下面也要这样操作。
3. d的值最好要大于19cm。
4.通过观察像的边界是否明暗分界清晰来确定像是否清晰，最好观察像中心处边界，尤其是大像时。
(2) 自准直法测定凸透镜的焦距。
如图2，在光学平台上依次放置各光学元件，并使物屏和平面镜之间的距离比所测凸透镜的焦距大约10厘米。
薄透镜焦距的测定实验原理简述
薄透镜焦距的测定实验原理简述
本实验主要是通过测量薄透镜的物距和像距来确定其焦距。
薄透镜是一种凸透镜或凹透镜，其厚度相对于其曲率半径很小，因此可以看作一个薄透镜。
在实验中，通过调节物体和像物的位置来测量物距和像距，然后根据光学公式计算出薄透镜的焦距。
具体实验步骤如下：
1. 将凸透镜或凹透镜放在支架上，调节高度和角度，使其与光轴垂直。
2. 放置一个光源在光轴上方，并让其发出光线穿过透镜。
3. 在透镜的一侧放置一个物体，将其从透镜的焦点移开一定距离，调节物体的位置，使其与透镜的光轴平行。
4. 在透镜的另一侧放置一个屏幕，调节屏幕的位置，使其与透镜的光轴平行，并且与透镜的焦点在同一平面上。
5. 调节屏幕的位置，使得在屏幕上出现清晰的像。
6. 测量物距和像距，并根据公式计算出焦距。
通过这个实验可以了解薄透镜的光学特性，可以更好地理解光学公式和光学成像原理。
- 1 -。
薄凸透镜焦距的测量实验报告
薄凸透镜焦距的测量实验报告《薄凸透镜焦距的测量实验报告》嗨，今天我要给大家讲讲我做的薄凸透镜焦距的测量实验呢。
这个实验可有趣啦。
我一走进实验室，就看到那些实验器材整整齐齐地摆在桌子上。
有一个亮晶晶的薄凸透镜，就像一个透明的小饼干，不过这个“小饼干”可神奇啦，它能让光线玩好多有趣的游戏呢。
还有光具座，那光具座长长的，就像一条铁轨，上面的那些滑块就像是在铁轨上跑来跑去的小火车。
旁边还有蜡烛，那蜡烛就像一个小火把，随时准备给我们带来光明，让光线开始它们的奇妙之旅。
我和我的小伙伴们都特别兴奋。
我的同桌小明就大声说：“哇，感觉今天要做一个超级酷的实验呢。
”我也跟着说：“是啊，这个薄凸透镜到底有多厉害，今天就可以好好见识见识啦。
”那我们开始做实验啦。
第一种方法呢，是利用平行光聚焦法来测焦距。
我们先把蜡烛点燃，那火苗一跳一跳的，就像一个调皮的小精灵在跳舞。
然后把蜡烛放在光具座的一端，再把薄凸透镜放在光具座上，让它面对着蜡烛。
我们调整着薄凸透镜的位置，就像在给这个小饼干找一个最舒服的位置。
这时候，我们在透镜的另一边放了一个光屏。
我就想啊，这光屏就像是一个小舞台，光线们要在这个舞台上表演节目呢。
我们慢慢地移动光屏，哎呀，这个过程可需要耐心啦。
我一边移动光屏一边嘟囔着：“小光屏啊小光屏，你可一定要和光线配合好呀。
”突然，我们在光屏上看到了一个特别小但是很亮的光斑，就像一颗小星星落在了光屏上。
我们高兴得跳了起来，大喊着：“找到了，找到了。
”这时候，从透镜到光屏的距离就是这个薄凸透镜的焦距啦。
我们赶紧拿尺子量了量，哇，这个焦距是多少多少厘米呢。
接下来，我们又用了另外一种方法，就是物距像距法。
我们还是把蜡烛放在光具座上，点燃它。
然后又把薄凸透镜放在合适的位置。
这次我们改变了蜡烛到透镜的距离，就像是在和这个小饼干玩距离游戏。
我们把蜡烛慢慢地靠近透镜，就像在小心翼翼地靠近一个神秘的小宝藏。
然后在透镜的另一边找像。
我们找啊找啊，有时候在光屏上看到的像特别大，就像一个巨人。
实验25 薄透镜焦距的测定
实验25 薄透镜焦距的测定教学目标重点与难点实验内容教学过程设计一。
讨论1．本实验介绍的测量薄凸透镜的方法有几种？请画出光路图。
本实验介绍的测量薄凸透镜的方法有：（1）自准直法光路图如下图所示。
当物体A处在凸透镜的焦距平面时，物A上各点发出的光束，经透镜后成为不同方向的平行光束。
若用一与主光轴垂直的平面镜将平行光反射回去，则反射光再经透镜后仍会聚焦于透镜的焦平面上，此关系就称为自准直原理。
所成像是一个与原物等大的倒立实像A′。
所以自准直法的特点是，物、像在同一焦平面上。
自准直法除了用于测量透镜焦距外，还是光学仪器调节中常用的重要方法。
自准直法（2）物距像距法光路图如下图所示。
因为凸透镜可以成实像，所以可以测出物距u和像距v后，代入透镜成像公式即可算出凸透镜的焦距。
（３）贝塞尔法（共轭成像法）光路图如下图所示。
由凸透镜成像规律可知，如果物屏与像屏的相对位置l 保持不变，而且l >4f ，当凸透镜在物屏与像屏之间移动时，可实现两次成像。
透镜在x 1位置时，成倒立、放大的实像，；透镜在x 2位置时，成倒立、缩小的实像。
实验中，只要测量出光路图中的物屏与像屏的距离l 和透镜两次成像移动的距离d ，代入下式就可算出透镜的焦距。
224l d f l-=2． 如何测量凹透镜的焦距？凹透镜是发散透镜，所成像为虚像，不能用像屏接收。
为了测量凹透镜的焦距，常用辅助凸透镜与之组成透镜组，使能得到能用像屏接收的实像。
其测量原理如下光路图所示。
实物AB 经凸透镜L 1成像于A ′B ′。
在L 1和A ′B ′之间插入待测凹透镜L 2，就凹透镜L 2而言，虚物A ′B ′又成像于A ″B ″。
实验中，调整L 2及像屏至合适的位置，就可找到透镜组所成的实像A ″B ″。
因此可把O 2A ′看为凹透镜的物距u ，O 2A ″看为凹透镜的像距v ，则由成像公式可得 111u v f-+= （虚物的物距为负） u v f u v ⋅=- 由于u < v ，求出的凹透镜L 2的焦距f 为负值。
实验一：自准直法测凸透镜焦距
光学实验
汽车与电子工程学院
用自准法测薄凸透镜焦距f
四、仪器实物图及原理图
1 S P 2 3 L 4 5 M 6
10
9
8
7
L S 毛玻璃 P
M
*
50 19 0 190
光学实验
汽车与电子工程学院
用自准法测薄凸透镜焦距f
【实验步骤】
1、把全部元件按图一的顺序摆放在平台上，靠拢，调至共 轴。而后拉开一定的距离。可调成如图一所示的距离 2、前后移动凸透镜L，使在物屏P上成一清晰的品字形像。 3、调M的倾角，使P屏上的像与物重合。 4、再前后微动透镜L，使P屏上的像既清晰又与物同大小。 5、分别记下P屏和透镜L的位置a1、a2。 6、把P屏和透镜L都转180度，重复做前四步。 7、再记下P和L的新位置b1、b2。 8、分别把f=150mm和f=190mm的透镜各做一遍，并比较实 验值和真实值的差异，并分析其原因。
光学实验
汽车与电子工程学院
用自准法测薄凸透镜焦距
【实验仪器】
1、带有毛玻璃的白炽灯光源S 2、物屏P： SZ-14 3、凸透镜L：f=190mm(f=150mm) 4、二维调整架： SZ-07（或透镜架SZ-08) 5、平面反射镜M， 6、二维调整架： SZ-07 7、通用底座： SZ-04 8、二维底座： SZ-02 9-10、通用底座： SZ-04
薄透镜焦距的测量
110 实验十四 薄透镜焦距的测量透镜是最基本的光学成像元件。
焦距是透镜的重要参数之一。
因而学会测量透镜的焦距，并熟悉透镜成像规律，是分析光学成像系统的基础。
【实验目的】⒈ 掌握测量薄透镜焦距的几种方法。
⒉ 掌握简单光路的调整方法。
⒊ 加深对透镜成像规律的认识。
【实验仪器】光具座、光源、薄凸透镜、薄凹透镜、物屏、像屏、平面反射镜等。
【实验原理】无论是凸透镜还是凹透镜，其中部均有厚度，且大小不同。
当透镜的中心厚度与其焦距相比很小时，这种透镜称为薄透镜。
薄透镜的概念是相对的，在一定近似范围内，由许多透镜组成的透镜组也可当作薄透镜来处理，这样可使问题大大简化。
这一类透镜焦距是光心到焦点的距离。
⒈ 凸透镜焦距的测量原理 ⑴ 自准法如图3-14-1所示，当光源处在凸透镜焦点上时，点光源发出的光经凸透镜折射后成为平行光。
若能验证出射光为平行光，那么光源0S 所在的位置便是透镜的焦点，光心O 与光源0S 之间的距离即为焦距f 。
我们利用光的可逆原理来验证，具体的做法是在透镜后面放一块与透镜主光轴垂直的平面镜M ，光平行射于平面镜M 并沿原路返回去，仍会聚于0S图3-14-1 自准法测凸透镜焦距原理图 图3-14-2 物距像距法测凸透镜焦距原理图111上，即光源和光源的像都在透镜的焦点处；如果光源不是点光源，而是一个发光的、有一定形状的物屏，则当该物屏位于凸透镜焦平面上时，其像必然也在该焦平面上，而且呈倒像。
此时,物屏至凸透镜光心的距离便是其焦距f 。
⑵ 物距像距法如图3-14-2所示，物AB 发出的光线经凸透镜折射后，将成像在另一侧。
只要测出物距u 和像距v ，代入薄透镜近轴光线成像公式：fv u 111=+ （3-14-1） 即可算出透镜焦距f 。
在测量u 、v 及f 时，首先要确定透镜的光心位置。
如果光心位置确定不准，即光心与底座标线不共面，则测出的u 、v 及f 就会有误差。
消除这一系统误差的方法之一就是利用共轭法测凸透镜焦距。
薄透镜焦距测定物理实验报告
薄透镜焦距测定物理实验报告课程名称：大学物理实验实验名称：薄透镜焦距的测定学院：信息工程学院专业班级：学生姓名：学号：实验地点：基础实验大楼座位号：01实验时间：第77周星期33下午44点开始一、实验目的：1．掌握光路调整的基本方法；2．学习几种测量薄透镜焦距的实验方法；3.观察薄凸透镜、凹透镜的成像规律。
二、实验原理：((一))凸透镜焦距的测定1.自准法如图所示，在待测透镜L的一侧放置一被光源照明的物屏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，仍会聚在它的焦平面上，即原物屏平面上，形成一个与原物大小相等方向相反的倒立实像。
此时物屏到透镜之间的距离，就是待测透镜的焦距，即由于这个方法是利用调节实验装置本身使之产生平行光以达到聚焦的目的，所以称之为自准法，该法测量误差在之间。
2.成像法在近轴光线的条件下，薄透镜成像的高斯公式为当将薄透镜置于空气中时，则焦距为：式中为像方焦距，为物方焦距，为像距，为物距。
式中的各线距均从透镜中心（光心）量起，与光线行进方向一致为正，反之为负，如图所示。
若在实验中分别测出物距和像距，即可用式求出该透镜的焦距。
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。
3.共轭法共轭法又称为位移法、二次成像法或贝塞尔法。
如图所示，使物与屏间的距离并保持不变，沿光轴方向移动透镜，则必能在像屏上观察到二次成像。
设物距为时，得放大的倒立实像；物距为时，得缩小的倒立实像，透镜两次成像之间的位移为d，根据透镜成像公式，可推得：物像公式法、自准法都因透镜的中心位置不易确定而在测量中引进误差。
而共轭法只要在光具座上确定物屏、像屏以及透镜二次成像时其滑块移动的距离，就可较准确地求出焦距。
这种方法无需考虑透镜本身的厚度，测量误差可达到。
操作要领：粗测凹透镜焦距，方法自拟。
取D大于。
调节箭矢中点与透镜共轴，并且应使透镜光轴尽量与光具座导轨平行。
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共轭法薄凸透镜焦距的测定
摘要：薄凸透镜焦距的测定主要可以有自准法，物距像距法，共轭法来测定。
讨论了焦距误差的计算方法,讨论了各种方法的优缺点，清晰像位置判断不确定所引入的测量误差,同时分析了改变物距对透镜焦距测量不确定度的影响。
关键词：左右逼近法，同轴等高，共轭法，自准法，物距像距法，误差分析。
引言：凸透镜是各种光学元件中最基本的成像元件,而透镜最重要的参量就是它的焦距。
测量焦距常用的方法有物距像距法(高斯法)、共轭法、自准直法、辅助透镜法等,各方法适用的条件不同,测量精度也各不相同,其焦距测量的误差讨论也是多种多样。
一、实验任务：
1、了解薄透镜的成像规律；
2、掌握光学系统的共轴调节；
3、用共轭法测定薄凸透镜的焦距。
二、实验仪器：
GY-1型溴钨灯一个，凸透镜L，物屏P一块，像屏一块，一维平移底座若干，三维平移底座，直尺
三、实验原理：
共轭法
原理：物与像屏之间的距离设为L，大于4倍焦距时，薄透镜在物与像屏之间移动时有两个位置O1(在O1位置时成放大的实像)、O2可以在屏上成像(在O2位置时成缩小的实像)，如图所示：O1、O2之间的距离记为d，则透镜的焦距f可以由L、s两个量得到。
共轭法原理图
以上两
种情况
按透镜
成像公
式：
共轭法测凸透镜焦距实验图
f
v u 1
11=+, u 为物距；v 为像距；f 为焦距它的正、负规定为：实物、实像时，u 、v 为正；虚物、虚像时，u 为正，v 为负；凸透镜f 为正，凹透镜f 为负。
将公式带入上图：
f u L u 111=-+(1)，f
d u L d u 111=--++(2) 由（1）（2）得凸透镜焦距：L
d L f 42
2-=
五、实验内容：
1.粗测透镜焦距：用凸透镜汇聚作用粗测焦距，确定物和像屏之间的距离为L （要求
f 4L >)；
2.仪器同轴等高的调节
(1) 粗调：先将物、透镜、像屏等用底座固定好以后，再将它们靠拢，用眼睛观察调节高低、左右，使它们的中心大致在一条和导轨平行的直线上，并使它们本身的平面互相平行且与光轴垂直。
(2) 细调：以透镜成像规律为依据，利用共轭原理细调.如果物的中心偏离透镜的光轴,则两次成像的放大像和缩小像的中心不重合,若放大像的中心高于缩小像的中心,说明物的中心低于主光轴,以缩小像的中心为目标,调节透镜或物的上下位置,逐渐使放大像的中心与缩小像的中心重合.多个透镜的光学系统,先调节好与一个透镜光轴重合的共轴,再逐个加入其余透镜,直到所有光学元件共轴为止。
3.共轭法步骤：设物和像屏之间的距离为L （要求f 4L >)，并保持不变。
移动透镜，在O2位置时成缩小的实像，O1、O2之间的距离记为d ，则透镜的焦距f 可以由L 、d 两个量得到。
四、实物图：
五、原始数据记录表格设计
表1共轭法测凸透镜焦距记录表 （单位：厘米）
X 物=146.51㎝ X 屏 = 77.90 ㎝
次数 项目 1 2 3 4 5 X01左 93.28 93.53 93.82 93.78 93.80 X01右 93.45 93.39 93.64 93.60 93.66 平均值1 93.36 93.46 93.73 93.69 93.73 X02 左 131.58 131.82 131.90 131.84 131.87 X02 右 131.46 131.75 131.67 131.70 131.65 平均值2
131.52
131.78
131.78
131.77
131.76
六、数据处理
1.物和像屏之间的距离为L
2.两次成像中透镜的位置差：d
(1).透镜1位置：
cm x x i o 72.1315
76.13177.13178.13178.13152.13155
1011=++++==∑
= (2)透镜2位置：
cm cm x x i o 59.93594.935
73.9369.9373.9346.9336.9355
1022==++++==∑
=
(3)两次成像中透镜的位置差：d
cm x x d o o 13.3859.9372.13121=-=-=
3.透镜的焦距：f
4.不确定度计算：
cm
cm D L D f 85.1161.68413.3861.684222
12
=⨯-=-=L =p x -物χ=（146.51-77.90）cm=68.61cm
=x A u )
15(55
1
2
-∆∑=i i
χcm 05.020
10)456620(4
22222=⨯++++=-
D L L f 21-=∂∂])(1[412
1D L D f +=∂∂
u cm U L
f U D f L D 03.0)()(
2
21221=∂∂+∂∂=1
f
七、实验误差分析
1、 系统误差
（1）景深、焦深、像差和色差，这些都会导致成像不清楚而导致的误差。
（2）凸透镜，平面镜的损坏
2、偶然误差
（1）人眼对清晰像位置判断不确定 （2）读取直尺上的数据所产生的误差 （3）底座没有固定好，而影响了读数
八、结束语
透镜像差的影响我们在考察薄透镜时，常把它看作理想的光具组，即同心光束经透镜后仍为同心光束，像与物几何上完全相似．实际上，只有近轴的单色光成像才近似满足上述关系．否则就得不到理想的像．透镜的这种性质就是像差，在不同的问题中各种像差所起的作用也不一样．我们实验中所用的普通透镜像差较大，其中对焦距测量影响较大的有色差、球差、畸变等，这些影响使焦距的测量精度受到限制．从这次的设计性实验中，我收获的是谨慎求学的态度和孜孜不倦的汲取他人的想法来未自己的实验做好理论上的基础。
九、参考文献
[1] PPT:《薄透镜焦距的测定》 北京工业大学 翁钢 [2] 网页：用自准法测薄凸透镜焦距
[3]《福建师大福清分校学报》 2009年S1期 林丽梅 方良栋 赖发春
cm
cm u B 017.03
05.0==)
15(55
1
/2
-∆∑=i i
χ=/χA u cm 08.02010)1410141323(422222=⨯++++=-L u cm U U U B A A 09.002.0208.005.022222
22/
=⨯++=++=χχ==2
2B D U u cm 03.0017.022=⨯cm U L L
)09.013.38(±=±L =
cm )03.061.58(±=D U D D ±=cm
)03.085.11(±1
11f U f f ±=测量结果为： =。