初中八年级(初二)物理 实验十二薄透镜焦距测量
薄透镜测焦距实验报告
薄透镜测焦距实验报告薄透镜测焦距实验报告引言：薄透镜是光学实验中常用的器件，它具有将光线聚焦或发散的能力。
测量薄透镜的焦距是我们研究光学性质的重要一环。
本实验通过测量薄透镜的物距和像距，利用薄透镜公式计算焦距，以此来验证光学公式的准确性。
实验装置：本实验所需的实验装置包括：薄透镜、光屏、物体、尺子、光源、支架等。
其中，薄透镜是实验的核心器件，光源用于发射光线，光屏用于观察像的位置，物体用于产生光线。
实验步骤：1. 将光源放置在支架上，调整光源的位置和角度，使其射出的光线平行。
2. 在光源的正对位置放置薄透镜，调整薄透镜的位置，使光线通过透镜的中心。
3. 在薄透镜的一侧放置物体，调整物体的位置和高度，使其与透镜的光轴平行。
4. 在物体的另一侧放置光屏，调整光屏的位置，使其与透镜的光轴平行。
5. 移动光屏，观察在不同位置的光屏上形成的像，记录下光屏与透镜的距离和像的位置。
实验结果：根据实验步骤所得到的数据，我们可以计算出薄透镜的焦距。
根据薄透镜公式：1/f = 1/v - 1/u，其中f为焦距，v为像距，u为物距。
通过测量得到的物距和像距，代入公式中，即可求得焦距的数值。
实验讨论：在实验过程中，我们发现像的位置随着光屏与透镜的距离变化而变化。
当光屏与透镜的距离接近焦距时，像的位置会发生较大的变化。
这是因为在光线通过透镜时，会发生折射现象，从而导致像的位置发生变化。
此外，我们还观察到了透镜的物距和像距之间的关系。
当物距增大时，像距会减小，反之亦然。
这与薄透镜公式中的1/v和1/u的关系是一致的。
通过实验数据的分析，我们可以验证薄透镜公式的准确性。
实验总结：通过本次实验，我们学习了如何测量薄透镜的焦距，并验证了薄透镜公式的准确性。
实验过程中，我们需要注意光线的平行性、透镜的位置和角度的调整，以及物体和光屏的位置的调整。
这些步骤的准确性和精确度对于实验结果的准确性有着重要的影响。
通过实验，我们不仅加深了对光学原理的理解，还培养了实验操作的能力和数据分析的能力。
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。
薄透镜焦距的测量实验报告
薄透镜焦距的测量实验报告一、实验目的1、加深对薄透镜成像规律的理解。
2、学习几种测量薄透镜焦距的方法。
3、掌握测量薄透镜焦距的基本实验技能和数据处理方法。
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，薄透镜成像公式为：＄＼frac{1}｛u} ＋＼frac{1}｛v} ＝＼frac{1}｛f}＄2、测量薄透镜焦距的方法（1）自准直法当物与透镜之间的距离为无限远时，通过调节透镜的位置，使从物发出的光经过透镜后成为平行光，然后再经过一个与光轴垂直的平面镜反射回来，再次通过透镜后成像在物平面上，此时物与像重合，物距即为透镜的焦距。
（2）物距像距法当物距和像距都可以测量时，根据成像公式，通过测量物距＄u$ 和像距＄v$，可以计算出焦距＄f$。
（3）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实像，根据透镜成像的共轭性质，分别测量出这两种情况下的物距＄u_1$、＄u_2$ 和像距＄v_1$、＄v_2$，然后利用公式：＄f ＝＼frac{D^2L^2}｛4D}＄计算焦距，其中＄D ＝｜v_1 u_1| ＝｜v_2 u_2|＄，＄L ＝ u_1 ＋ v_1 ＝ u_2 ＋ v_2$ 。
三、实验仪器光具座、薄凸透镜、蜡烛、光屏、平面镜、毫米刻度尺等。
四、实验步骤1、自准直法（1）将凸透镜固定在光具座的一端，在凸透镜的另一侧放置一个平面反射镜，并使其与光轴垂直。
（2）在凸透镜的前方放置一个带十字叉丝的物屏，并使其与光轴垂直。
（3）打开光源，使物屏上的十字叉丝通过凸透镜和平面镜反射后成像在物屏上。
（4）前后移动凸透镜，直到物屏上的十字叉丝与反射回来的像重合，此时物屏与凸透镜之间的距离即为透镜的焦距。
（5）用毫米刻度尺测量物屏与凸透镜之间的距离，重复测量三次，取平均值作为焦距的测量值。
2、物距像距法（1）将蜡烛、凸透镜和光屏依次安装在光具座上，使它们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，在光屏上得到一个清晰的倒立缩小的实像。
测量薄透镜焦距实验报告
测量薄透镜焦距实验报告测量薄透镜焦距实验报告引言：薄透镜是光学实验中常见的一个元件，它具有很多重要的应用，如成像、放大等。
测量薄透镜的焦距是我们研究透镜特性的基础，本实验旨在通过实际操作，测量薄透镜的焦距，并探究影响测量结果的因素。
一、实验原理薄透镜的焦距是指光线经过透镜后会聚或发散的位置。
根据薄透镜的成像公式，可以得到焦距与物距、像距之间的关系。
在实验中，我们将通过测量透镜的物距和像距来计算焦距。
二、实验器材1. 薄透镜2. 光源3. 物体4. 屏幕5. 尺子6. 实验台三、实验步骤1. 将实验台放置在平稳的桌面上，确保实验台水平。
2. 将光源放置在实验台的一侧，并调整光源位置，使光线射向透镜。
3. 在透镜的另一侧放置物体，并移动物体的位置，直到在屏幕上观察到清晰的像。
4. 使用尺子测量透镜与物体的距离，即为物距。
5. 使用尺子测量透镜与屏幕的距离，即为像距。
6. 重复上述步骤多次，记录每次的物距和像距。
四、实验数据处理1. 将实验中测得的物距和像距数据整理成表格。
2. 根据薄透镜成像公式，计算每次实验得到的焦距。
3. 对焦距数据进行统计分析，计算平均值和标准偏差。
五、实验结果与讨论通过实验数据处理，得到了多次测量的焦距数据。
根据数据计算，得到了平均焦距为XX，标准偏差为XX。
可以看出，实验结果的标准偏差较小，说明实验测量结果较为准确。
然而，在实验过程中可能会存在一些误差来源。
首先，光线的折射现象会产生一定的误差。
其次，透镜的制作和形状可能存在一定的偏差，也会对实验结果产生影响。
此外，实验者的操作技巧和观察能力也会对实验结果产生影响。
为了减小误差，可以采取以下措施。
首先，保持实验台的水平稳定，避免实验台晃动对实验结果产生干扰。
其次，使用光源和屏幕时，要确保光线的直线传播，避免光线的散射和干扰。
此外，可以多次重复实验，取平均值，以减小个别误差的影响。
六、实验结论通过本实验，我们成功测量了薄透镜的焦距，并得到了平均焦距为XX。
薄透镜焦距的测量
薄透镜焦距的测定一、 实验目的⒈ 学习光学系统共轴等高的调节方法。
⒉ 掌握测量薄透镜焦距的几种基本方法。
二、 实验要求1. 掌握光学系统的共轴等高调节方法。
2. 用物距像距法、自准直法、共轭法测量凸透镜的焦距。
3. 用物距像距法（辅助成像法）测量凹透镜的焦距。
4. 用左、右逼近法确定像最清晰的位置。
5. 分析实验结果，写出合格的实验报告。
三、实验原理透镜是具有两个折射面的简单共轴球面光学系统，当透镜的两个折射面在光轴上的顶点距离远比它的焦距小得多时，则可忽略其厚度称为薄透镜。
薄透镜成像可由公式f s s '='+111所确定。
式中s 为物距，s ˊ为像距，f ˊ为焦距。
S 、s ˊ、f ˊ均从透镜光心算起，s 、s ˊ的正、负由物、像的虚实决定，虚为负，实为正。
由凸透镜成像规律知：像的大小和位置是依照物体离透镜的远近而决定的，极远处的物体经过透镜，像缩小在像方焦点附近；物越靠近前焦点，像逐渐远离后焦点且逐渐变大；物在前焦点位置，像为无限大并成在无限远处；无移到前焦点以内，像为正立放大虚像且位于物同侧。
由于虚像点是光线反方向延长线的交点，因此虚像无法用像屏接收，只能通过透镜观察。
四、 教学重点和难点重点：光学系统的共轴等高调节、透镜焦距的测量。
难点：光学系统的共轴等高调节、凹透镜焦距的测量。
五、 指导要点⒈ 自准直法测焦距时找不到像或找到的像不是平面镜反射回来的光线形成的像。
(1)凸透镜的位置不恰当。
(2)平面镜没有与透镜平行。
(3)共轴等高没有调节好。
⒉ 物距像距法测凹透镜焦距时不能找到像最清晰的位置。
(1)辅助凸透镜产生的像是放大的实像。
(2)辅助凸透镜与物的距离远大于凸透镜的二倍焦距。
⒊ 强调注意事项。
(1)不能用手摸透镜的光学表面。
(2)透镜不用时，应将其放在光具座的另一端。
六、思考与练习1. 用共轭法测凸透镜焦距时，为什么D 应略大于4f ？2. 根据成像规律，怎样判断凸、凹透镜？3. 总结测量凸透镜焦距的几种方法，各有什么优缺点？。
薄透镜焦距的测量(完整版)
一、实验原理：薄透镜是指其厚度比两球面的曲率半径小得多的透镜。
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。
在近轴光束（靠近光轴并且与光轴的家教很小的光线）的条件下，薄透镜（包括凸、凹透镜）的成像公式为： (1)式中：为物距；为像距；为焦距。
它的正、负规定为：实物、实像时，、为正；虚物、虚像时，为正，为负；凸透镜为正，凹透镜为负。
利用上式测定焦距，可以有几种方法，除了本实验中的方法以外，还可用焦距仪测量。
利用上式时必须满足：a. 薄透镜；b. 近轴光线。
实验中常采取的措施是：a. 在透镜前加一光阑以去边缘光线；b. 调节各元件使之共轴。
一般透镜中心厚度有几毫米，也会给测量带来一定的误差。
当不考虑透镜厚度时，会有百分之几的误差，这是允许的。
1. 凸透镜焦距的测量方法（1）物距像距法由实验分别测出物距及像距，利用（1）式，求出焦距： (2)（2）自准法从（1）式可知，当像距时，，即当物体上各点发出的光经透镜后，变为不同方向的平行光时，物距即为透镜的焦距。
该方法利用实验装置本身产生平行光，故为自准法，见下图。
（3）位移法当物AB与像屏的间距时，透镜在D间移动可在屏上两次成像，如下图所示，一次成放大的像，另一次成缩小的像。
由公式（1）与图中的几何关系可得： (3) (4)由上两式右边相等得： (5)将（5）式代入（3）式得： (6)式中：为物与像屏的间距；为透镜移动的距离。
2. 凹透镜焦距的测量方法因实物经凹透镜后，不能在屏上生成实像，故测其焦距时总要借助一个凸透镜，使凸透镜给凹透镜生成一个虚像，最后再由凹透镜生成一个实像。
（1）物距像距法如下图所示，在没有凹透镜时，物AB经凸透镜后将成实像于，在和间插入凹透镜后，便称为了的物，但不是实物，而为虚物。
对而言，物距。
该虚物由凹透镜再成实像于，像距。
薄透镜焦距测量实验
薄透镜焦距测量实验在本实验中，我们将探讨薄透镜焦距的测量方法及原理。
薄透镜是一种常见的光学器件，其焦距的准确测量对于许多光学应用至关重要。
通过本实验，我们将学习如何使用简单的实验装置和方法来测量薄透镜的焦距。
实验原理薄透镜是一种光学元件，可以将入射光线聚焦或发散。
其焦距是从透镜中心到其焦点的距离。
焦距的测量可以通过利用光学成像原理完成。
当物体在透镜前方时，产生的像将出现在焦点处，因此可以通过测量物体与像之间的距离来确定透镜的焦距。
实验装置和步骤实验装置：•薄透镜•光源•纸屏•尺子实验步骤：1.将光源放置于实验台上，使其发出的光线直射薄透镜。
2.在薄透镜的另一侧放置一张纸屏，确保离薄透镜的距离大于焦距。
3.调整纸屏的位置，使得在屏幕上能够清晰观察到透镜产生的像。
4.用尺子测量物体与像之间的距离，并记录下来。
5.重复实验几次，取平均值作为薄透镜的焦距。
实验数据分析通过测量得到的物体与像之间的距离，可以利用透镜成像公式计算出薄透镜的焦距。
该公式为：$\\frac{1}{f} = \\frac{1}{d_o} + \\frac{1}{d_i}$其中，f为薄透镜的焦距，d o为物体距离透镜的距离，d i为像距离透镜的距离。
结论通过本实验，我们成功测量了薄透镜的焦距，并掌握了测量方法和原理。
薄透镜的焦距是一个重要的光学参数，在许多光学应用中具有重要意义。
熟练掌握焦距的测量方法，可以为我们更深入地理解光学现象提供帮助。
希望本实验对于探索光学世界有所帮助。
薄透镜焦距的测量实验报告
薄透镜焦距的测量实验报告实验目的，通过实验测量薄透镜的焦距，掌握测量薄透镜焦距的方法和技巧。
实验仪器，凸透镜、光具架、物镜、白纸、尺子、平行光源。
实验原理，薄透镜的焦距是指平行光线经过透镜后汇聚或者看似汇聚的位置。
对于凸透镜来说，焦距为正，对于凹透镜来说，焦距为负。
焦距的计算公式为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. 将凸透镜固定在光具架上，调整光具架使得凸透镜与平行光源垂直放置。
2. 在凸透镜的一侧放置一张白纸，调整白纸的位置使得凸透镜的像清晰可见。
3. 测量凸透镜与白纸的距离，即像距v。
4. 移动白纸，使得凸透镜与白纸的距离变化，再次测量像距v。
5. 测量物距u。
实验数据记录与处理：实验一：像距v1 = 20cm，像距v2 = 18cm，取平均值v = (20+18)/2 = 19cm。
物距u = 25cm。
代入公式1/f = 1/v + 1/u，得到焦距f = 47.5cm。
实验二：像距v1 = 15cm，像距v2 = 14cm，取平均值v = (15+14)/2 = 14.5cm。
物距u = 20cm。
代入公式1/f = 1/v + 1/u，得到焦距f = 40cm。
实验结果分析：通过两次实验测量得到的焦距分别为47.5cm和40cm，两次实验结果相差不大，说明实验数据比较准确。
实验中可能存在的误差主要来自于测量距离的精度以及光线的折射等因素。
实验结论：通过本次实验，我们掌握了测量薄透镜焦距的方法和技巧，同时也加深了对薄透镜焦距的理解。
在实际应用中，我们可以通过测量薄透镜的焦距来确定透镜的性质，为光学系统的设计和调试提供重要参考。
总结：本实验通过测量薄透镜的焦距，加深了对光学原理的理解，同时也提高了实验操作的技能。
在今后的学习和科研中，我们将更加熟练地运用光学知识，为科学研究和工程技术的发展贡献自己的力量。
测薄透镜焦距实验报告
测薄透镜焦距实验报告目录- 实验目的- 实验原理- 透镜焦距的定义- 使用薄透镜测定焦距的原理- 实验器材- 实验步骤- 步骤一：准备工作- 步骤二：安装实验装置- 步骤三：测量- 实验结果与分析- 实验结论- 实验总结实验目的本实验旨在通过测量薄透镜的焦距，掌握薄透镜的焦距测定方法，加深对光学知识的理解。
实验原理透镜焦距的定义透镜焦距是指透镜将平行光线聚焦到焦点上的距离，通常用f表示。
使用薄透镜测定焦距的原理当物体远离透镜很远时，其像会成像在焦点附近，测量物体与透镜之间的距离和像与透镜之间的距离，即可计算出透镜的焦距。
实验器材1. 薄透镜2. 光源3. 牛顿环实验装置4. 尺子实验步骤步骤一：准备工作1. 将实验器材摆放在实验台上，确保稳定。
2. 确认各器材连接正确，光源亮度适中。
步骤二：安装实验装置1. 将薄透镜放置在合适的位置。
2. 调节光源位置，使得光线射向透镜。
步骤三：测量1. 将物体放置在光源前方一定距离处。
2. 在像方放置屏幕，并移动屏幕位置找到清晰像。
3. 测量物体与透镜之间的距离和像与透镜之间的距离。
实验结果与分析通过实验测得的数据，我们可以利用透镜公式进行计算，得出透镜的焦距。
实验结论本实验通过简单的薄透镜焦距测量，掌握了薄透镜的焦距测定方法，加深了对光学知识的理解。
实验总结通过这次实验，我深刻认识到了实验操作的重要性，以及实验结果的验证对于理论知识的巩固作用。
希望在今后的实验中能够更加认真地进行每一步操作，提高实验的准确性和实用性。
薄透镜焦距的测定实验报告
薄透镜焦距的测定实验报告
实验名称：薄透镜焦距的测定
实验目的：通过实验测定薄透镜的焦距，了解薄透镜成像规律。
实验器材：薄透镜、平行光源、屏幕、物体、尺子。
实验原理：薄透镜成像规律是指物体到透镜的距离、透镜的焦距和物距的关系。
在实验中，将光源放置在物体的正对面，通过薄透镜将光线汇聚在屏幕上，测量透镜与物体、屏幕之间的距离，就可以计算薄透镜的焦距。
实验步骤：
1.将薄透镜放在光源前面，调整透镜位置，使光线通过透镜呈平
行光线。
2.在透镜的正对面放置物体，调整物体位置，使物体与透镜成一
条直线。
3.在透镜的另一侧放置屏幕，移动屏幕位置，调整到能够看到清
晰的像。
4.测量透镜、物体和屏幕的距离。
5.重复以上步骤，取不同的物距和屏幕距离，测量多组数据。
6.计算薄透镜的焦距。
实验结果：
测量数据如下表所示：
实验结果表明，薄透镜的焦距为10cm。
实验结论：通过测量物距、屏幕距离和透镜焦距，可以计算薄透镜的焦距。
薄透镜的成像规律是物距与像距之积等于透镜的焦距，即p1×p2=f。
在实验中，我们验证了这个规律，并测定了薄透镜的焦距为10cm。
薄透镜焦距测量实验报告
薄透镜焦距测量实验报告一、实验目的1、加深对薄透镜成像规律的理解。
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操作和数据处理技巧。
二、实验原理1、薄透镜成像公式薄透镜成像公式为：1/u ＋ 1/v ＝ 1/f ，其中 u 为物距，v 为像距，f 为焦距。
2、自准直法当物与透镜之间的距离为无限远时，从物方射来的平行光经透镜折射后，其出射光线的反向延长线交于透镜的焦点。
若在透镜后面垂直于光轴放置一平面反射镜，使反射光沿原光路返回，当反射光再次通过透镜后，在物屏上形成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。
3、物距像距法当物距 u 和像距 v 都能直接测量时，根据成像公式 1/u ＋ 1/v ＝ 1/f ，可通过测量物距 u 和像距 v 来计算焦距 f 。
4、共轭法设物与像屏之间的距离为 L ，移动透镜，当在物屏与像屏上分别得到清晰的放大像和缩小像时，分别测量出物距 u₁和 u₂，则透镜的焦距为 f ＝ L²（u₂ u₁)²／ 4L 。
三、实验仪器光具座、薄透镜、光源、物屏、像屏、平面反射镜等。
四、实验内容与步骤1、自准直法测焦距（1）将光源、物屏、透镜和平面反射镜依次放置在光具座上，调整它们的高度和中心大致在同一光轴上。
（2）移动透镜，使物屏上出现清晰的像。
（3）测量物屏到透镜的距离，即为透镜的焦距。
（4）重复测量多次，取平均值。
2、物距像距法测焦距（1）在光具座上依次放置光源、物屏、透镜和像屏。
（2）固定物屏，移动透镜和像屏，使像屏上得到清晰的像。
（3）分别测量物距 u 和像距 v 。
（4）根据成像公式计算焦距 f ，并重复测量多次，取平均值。
3、共轭法测焦距（1）将光源、物屏、透镜和像屏放置在光具座上，使物屏与像屏之间的距离 L 大于 4 倍焦距。
（2）移动透镜，在像屏上分别得到清晰的放大像和缩小像。
（3）测量放大像时的物距 u₁和缩小像时的物距 u₂。
薄透镜焦距测量实验
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。
薄透镜焦距的测量实验报告
2 295.3
315.3
305.3 525.4 545.3 535.35
3 298.2
f D2 d 2 (xi xo )2 (xl2 xl1)2
4D
4 xi xo
310.1
304.15
529.1
542.8 535.95
4 300.9
307
303.95 530 540.1 535.05
二、实验过程（实验步骤、记录、数据、分析） （1）观测依据
1．自准直法测薄凸透镜的焦距
根据焦平面的定义，用右图所示的光路，可方便地
测出凸透镜的焦距 f | xl x0 | 2．物距——像距法测凸透镜焦距
在傍轴光线成像的情况下，成像规律满足高斯公式
1 11 f uv
f uv uv
如图所示，式中u和v分别为物距和像距，
xi xl
xi xo xl xo
2
xi xo
xi xl
f xl xi xi xo
f xi xo 2xl
xl
xi xo
f xi
xl
xo
xi xo xl xo
2
xi xo
xi xl
xl xo f xi xo
直接测量量xo，xL，xi的合成不确定度 x0 、 xL 和 xi 计算如下： 因为 x0 和 xL 都只测量了一次，只有非统计不确定度，即
f f f
f = xl xo xi xl xl xo xi xl =195.7
xi xo
xi xo
(xo＜xL＜xi)
上式中，xo，xL，xi是直接测量量，f是间接测量量，合成不确定度传递公式为：
f
2
2
2
f xo
初中八年级(初二)物理 实验十二薄透镜焦距测量
光路调整和透镜参数的测量透镜是光学基本元件，工程中常用它建立光路作为传输光能量和光信息，并是组成各种光学仪器的主要组件。
不同的用途需要焦距不同的透镜或透镜组。
通过测量透镜的焦距，我们可以掌握透镜成像规律，学会光路的分析和调整技术，这对了解光学仪器的构造和正确使用很有帮助，为探索其它学科提供了实际的手段和技能。
[预习要点]1．什么是薄透镜？什么是近轴光线？透镜成像公式的使用条件是什么？2．什么是自准法？它的光路及成像有什么特点？3．什么是共轭法？用共轭法测透镜焦距有何优点？4．什么叫等高同轴？用什么方法调节等高同轴？[实验重点]1．加深理解透镜成像规律。
2．掌握简单光路、光轴的调节技术。
3．学习测量薄透镜焦距的方法。
4．学习不确定的计算方法。
[实验仪器]光具座、凸透镜、物屏、像屏、白炽光源、平面镜、光具凳、光学平台、分光计（参阅教材P203,图4.3.2）。
[实验原理]透镜的中心厚度（d）比透镜焦距f小很多，约为%fd，我们称之为薄透镜。
/≤51．薄透镜成像规律（a）凸透镜（会聚透镜）对光线具有会聚作用，当一束平行于透镜主光轴的光线通过透镜后，将会聚于主光轴上距透镜光心0为f的焦点F上，fOF=称为焦距，见图1（a）。
（b ）凹透镜（发散透镜）对光线具有发散作用。
一束平行于透镜主光轴的光线通过透镜后，经折射变为发散光束，发散光的反向延长线与主光轴交于F 点，称焦点F 到透镜光心0的距离为焦距f ，见图1（b ）。
在近轴光线的条件下，薄透镜的成像公式为：f q p111=+（1） 式中，f —透镜的焦距，p 为物距，q 为像距。
符号规则：物距p 为正值表示实物，为负值表示虚物。
像距q 为正值表示实像，为负值表示虚像。
焦距f 为正值表示凸透镜，又称正透镜；为负值表示凹透镜，又称负透镜。
2．透镜焦距的测量原理（1）自准法（由光的可逆性原理求焦距）这个方法是利用物距等于焦距使之产生平行光，在用平面镜把平行光原路返回到物屏上，看到成像。
薄透镜焦距的测量实验报告
一、实验目的1. 掌握测量薄透镜焦距的基本方法。
2. 学会调节光学系统的基本方法。
3. 了解调节系统共轴的重要性及方法。
4. 通过实验加深对透镜成像原理的理解。
二、实验原理薄透镜的焦距是指透镜的光心到焦点的距离。
根据薄透镜成像公式，当物距u大于2倍焦距2f时，透镜成倒立、缩小的实像；当物距u等于2倍焦距2f时，成倒立、等大的实像；当物距u介于f和2f之间时，成倒立、放大的实像；当物距u等于焦距f时，不成像。
本实验采用以下方法测量薄透镜焦距：1. 自准直法：利用透镜的光学特性，通过调节物距和像距，使物体通过透镜成像在透镜的另一侧，从而确定焦距。
2. 物距像距法：通过测量物距和像距，根据薄透镜成像公式计算焦距。
3. 贝塞尔法：通过移动透镜，使物体成像在像屏上两次，分别得到放大像和缩小像，根据像距和物距的关系计算焦距。
三、实验仪器1. 薄透镜2. 平面反射镜3. 物屏4. 狭缝板5. 光具座6. 刻度尺7. 计算器四、实验步骤1. 共轴调节：将光源、狭缝板、透镜、平面反射镜依次放置在光具座上，调整各元件的位置，使它们共轴。
2. 自准直法测量焦距：a. 将物屏放置在透镜的一侧，调整物距，使物体通过透镜成像在另一侧的像屏上。
b. 移动透镜，使像清晰，记录物距和像距。
c. 重复上述步骤，测量多组数据。
3. 物距像距法测量焦距：a. 将物屏放置在透镜的一侧，调整物距，使物体通过透镜成像在另一侧的像屏上。
b. 记录物距和像距。
c. 重复上述步骤，测量多组数据。
4. 贝塞尔法测量焦距：a. 将物屏放置在透镜的一侧，调整物距，使物体通过透镜成像在另一侧的像屏上。
b. 移动透镜，使像清晰，记录物距和像距。
c. 再次移动透镜，使像清晰，记录物距和像距。
d. 重复上述步骤，测量多组数据。
五、数据处理1. 自准直法：根据测量数据，计算物距和像距的平均值，代入薄透镜成像公式计算焦距。
2. 物距像距法：根据测量数据，代入薄透镜成像公式计算焦距。
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材，它的焦距是一个重要的物理量。
测量薄透镜焦距的方法有多种，下面将介绍几种常用的方法。
首先，最简单的方法是使用物体的成像来测量薄透镜的焦距。
我们可以选择一个远离透镜的物体，将其放置在透镜的焦点位置，
通过调节屏幕的位置，使得透镜成像在屏幕上。
然后测量透镜与屏
幕之间的距离，这个距离就是透镜的焦距。
其次，我们还可以利用透镜成像的公式来计算焦距。
根据透镜
成像的公式，1/f = 1/v + 1/u，其中f是焦距，v是像距，u是物距。
我们可以通过测量物体和像的距离，然后代入公式计算出焦距。
另外，我们还可以利用透镜的放大倍数来计算焦距。
透镜的放
大倍数M可以表示为M = v/u，其中v是像距，u是物距。
通过测量
物体和像的距离，然后计算出放大倍数，再通过公式f = u/(M-1)
来计算焦距。
除了上述几种方法，我们还可以利用远处物体的成像来测量焦距。
当物体距离透镜很远时，透镜成像的位置就是焦点的位置，通
过测量这个位置与透镜的距离，就可以得到焦距。
综上所述，测量薄透镜焦距的方法有多种，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，我们需要注意测量的精度和准确性，尽量减小误差，以得到更准确的焦距数值。
希望以上方法对大家有所帮助。
实验 薄透镜焦距的测定
2.
1)
自准法测透镜焦距光路图如图 3-8-1所示,先对光学系统进 行共轴调节 , 实验中 , 要求平面镜垂直于导轨。移动凸透镜 , 直至物屏上得到一个与物大小相等的倒立实像 , 则此时物屏与 透镜的间距就是透镜的焦距。 为了判断成像是否清晰,可先让 透镜自左向右逼近成像清晰的区间 , 待像清晰时 , 记下透镜的 位置； 再让透镜自右向左逼近成像清晰的区间,在像清晰时再 次记下透镜的位置, 取这两次读数的平均值作为成像清晰时透
3. 1) 视差是一种视觉差异现象。设有远近不同的两个物体Ａ和 Ｂ,若观察者正对着AB连线方向看去, 则A、B是重合的;若将眼 睛摆动着看,则A、B间似乎有相对运动,远处物体的移动方向跟 眼睛的移动方向相同, 近处物体的移动方向则相反。A、B间距 离越大, 这种现象越明显(视差越大); A、B间距为零(重合), 就看 不到这种现象(没有视差)。因此,根据视差的情况可以判定 A、 B两物体谁远谁近及是否重合。 视差法测量凹透镜焦距时, 在物和凹透镜之间置一有刻痕 的透明玻璃片, 当透明玻璃片上的刻痕和虚像无视差时, 透明 玻璃片的位置就是虚像的位置。
在一起, 仔细观察, 使各元件的中心等高, 且与导轨垂直。
(2) 细调。
对单个透镜可以利用成像的共轭原理进行调整。实验时 ,
为使物的中心、像的中心和透镜光心达到“同轴等高”要求 , 只要在透镜移动过程中,大像中心和小像中心重合就可以了。 对于多个透镜组成的光学系统,则应先调节好与一个透镜的 共轴, 保持其不再变动, 再逐个加入其余透镜进行调节, 直到所 有光学元件都共轴为止。
2. 测量凹透镜焦距 表3 - 8 - 4 视差法数据表
单位: cm
次数 n 1 2 3 平均值 物距 u 像距 v 焦距 f △f
测薄透镜焦距实验报告
一、实验目的1. 掌握测量薄透镜焦距的基本方法。
2. 学会调节光学系统的基本方法。
3. 了解调节系统共轴的重要性及方法。
二、实验原理薄透镜的焦距是指透镜中心到焦点的距离。
测量薄透镜焦距的方法主要有以下几种：1. 自准直法：利用透镜成像原理，当物距等于焦距时，物体通过透镜成像后，像与物体大小相等，且为实像。
通过测量物体与像的距离，即可计算出焦距。
2. 物距像距法：根据透镜成像公式，当物距u和像距v确定时，可以计算出焦距f。
公式为：1/f = 1/u + 1/v。
3. 贝塞尔法（位移法）：在物距大于4倍焦距的条件下，移动透镜位置，使像屏上出现两次清晰的像，一次为放大像，一次为缩小像。
测量透镜的位移量，根据物像的共轭对称性质，可以计算出焦距。
三、实验仪器1. 光具组（包括滑块、支架）2. 薄透镜3. 平面反光镜4. 白炽光源5. 狭缝架6. 物屏7. 刻度尺四、实验步骤1. 将灯光滑块固定，并将狭缝板滑块置于灯源前，记录狭缝板的位置。
2. 将透镜滑块置于狭缝板前，再将平面镜滑块置于透镜前，形成狭缝板-透镜-平面镜的顺序置于桌面上的刻度尺边缘，固定平面镜的位置。
3. 移动透镜的位置，直到反射到狭缝板上的像清晰为止，固定透镜位置，记录透镜位置。
4. 移动狭缝板的位置，固定后重复上一步骤，记录上三组数据。
5. 撤去平面镜，放上物象板，将狭缝板移回灯源前，调整灯源及狭缝板的位置，使得狭缝板上的像清晰。
6. 移动透镜的位置，使像屏上出现两次清晰的像，一次为放大像，一次为缩小像。
记录透镜的位置和像屏的位置。
7. 根据实验数据，计算透镜的焦距。
五、实验数据及结果1. 狭缝板位置：10cm2. 透镜位置与狭缝板距离：a. 第一次：20cmb. 第二次：25cmc. 第三次：30cm3. 物象板位置与透镜距离：a. 放大像：50cmb. 缩小像：75cm4. 计算透镜焦距：a. 自准直法：f = 10cmb. 物距像距法：f = 15cmc. 贝塞尔法：f = 20cm六、实验分析1. 通过实验，掌握了测量薄透镜焦距的基本方法，包括自准直法、物距像距法和贝塞尔法。
薄透镜焦距的测量实验报告
薄透镜焦距的测量实验报告薄透镜焦距的测量实验报告一、引言透镜是光学仪器中的重要组成部分，其焦距是透镜的重要光学参数之一。
透镜焦距的准确测量对于光学仪器的设计和制造具有重要意义。
本实验旨在通过薄透镜焦距的测量，掌握透镜焦距的测量方法，了解透镜成像的原理和规律，加深对光学仪器中透镜的认识和理解。
二、实验原理薄透镜焦距的测量可以通过物距-像距法来实现。
当物体位于透镜前方时，光线经过透镜后会形成一个清晰的实像。
此时，可以通过测量物体到透镜的距离（物距）和实像到透镜的距离（像距），并根据透镜成像公式计算出透镜的焦距。
透镜成像公式为：1/f=1/u+1/v，其中f为透镜焦距，u为物距，v为像距。
当物体位于透镜前方时，物距u为正数，像距v也为正数；当物体位于透镜后方时，物距u为负数，像距v也为负数。
因此，在计算透镜焦距时，需要考虑物距和像距的符号。
三、实验步骤1.搭建实验光路：将光源、光具座、透镜和光屏依次放置在实验台上，并调整它们的高度，使光线能够垂直通过透镜。
2.测量物距和像距：将物体放置在透镜前方，移动光屏，直到在光屏上观察到清晰的实像。
此时，测量物体到透镜的距离（物距）和实像到透镜的距离（像距）。
3.计算焦距：根据透镜成像公式，计算出透镜的焦距。
为了减小误差，需要进行多次实验，并求出焦距的平均值。
4.绘制光路图：根据实验数据，绘制出物体、透镜和实像之间的光路图。
四、实验结果与分析表1 实验数据记录表有一定的可行性和精度。
在本实验中，通过多次测量并计算焦距的平均值，可以得到较为准确的实验结果。
然而，由于实验过程中存在误差和不确定性，如光源和光屏的调整误差、测量误差等，因此实验结果仍存在一定的误差。
为了提高实验精度，可以采用更精确的测量仪器和方法，如使用显微镜观察实像的位置等。
根据实验数据绘制的光路图如下所示：图1 光路图五、结论本实验通过物距-像距法测量了薄透镜的焦距，掌握了透镜焦距的测量方法，了解了透镜成像的原理和规律。
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光路调整和透镜参数的测量
透镜是光学基本元件，工程中常用它建立光路作为传输光能量和光信息，并是组成各种光学仪器的主要组件。
不同的用途需要焦距不同的透镜或透镜组。
通过测量透镜的焦距，我们可以掌握透镜成像规律，学会光路的分析和调整技术，这对了解光学仪器的构造和正确使用很有帮助，为探索其它学科提供了实际的手段和技能。
[预习要点]
1．什么是薄透镜？什么是近轴光线？透镜成像公式的使用条件是什么？
2．什么是自准法？它的光路及成像有什么特点？
3．什么是共轭法？用共轭法测透镜焦距有何优点？
4．什么叫等高同轴？用什么方法调节等高同轴？
[实验重点]
1．加深理解透镜成像规律。
2．掌握简单光路、光轴的调节技术。
3．学习测量薄透镜焦距的方法。
4．学习不确定的计算方法。
[实验仪器]
光具座、凸透镜、物屏、像屏、白炽光源、平面镜、光具凳、光学平台、分光计（参阅教材P203,图4.3.2）。
[实验原理]
透镜的中心厚度（d）比透镜焦距f小很多，约为%
f
d，我们称之为薄透镜。
/≤
5
1．薄透镜成像规律
（a）凸透镜（会聚透镜）
对光线具有会聚作用，当一束平行于透镜主光轴的光线通过透镜后，将会聚于主光轴上距透镜光心0为f的焦点F上，f
OF=称为焦距，见图1（a）。
（b ）凹透镜（发散透镜）
对光线具有发散作用。
一束平行于透镜主光轴的光线通过透镜后，经折射变为发散光束，发散光的反向延长线与主光轴交于F 点，称焦点F 到透镜光心0的距离为焦距f ，见图1（b ）。
在近轴光线的条件下，薄透镜的成像公式为：
f q p
1
11
=+
（1） 式中，f —透镜的焦距，p 为物距，q 为像距。
符号规则：
物距p 为正值表示实物，为负值表示虚物。
像距q 为正值表示实像，为负值表示虚像。
焦距f 为正值表示凸透镜，又称正透镜；为负值表示凹透镜，又称负透镜。
2．透镜焦距的测量原理
（1）自准法（由光的可逆性原理求焦距）
这个方法是利用物距等于焦距使之产生平行光，在用平面镜把平行光原路返回到物屏上，看到成像。
用像是否清晰检验调焦是否完成，用像所在位置检验透镜光轴与平面镜法线是否平行。
如图2，在凸透镜后面放一平面镜，当物距等于凸透镜焦距f 时，则物光经过凸透镜后成为平
行光，被平面镜反射回来的平行光再次经过凸透镜后所成的像也在焦平面上，且为倒像。
据此就可测出焦距f 。
图1 透镜的焦距
图2 自准法测凸透镜焦距 图3 自准法测凹透镜焦距
分光计仪器中的望远镜调节光路就是自准光路，解决望远镜调焦及望远镜光轴调节问题，如图4所示。
（2）用共轭法测凸透镜焦距
取物屏与像屏之间的距离a 大于四倍焦距（4f ）时，移动透镜，则在屏上两次成像，如图5所示。
物距为1p 时，像屏上出现一个放大的像（此时像距为1q ）；当物距为2p 时，像屏上又得到一个缩小的像（此时像距为2q ）。
透镜在两次成像之间的位移为b 。
根据透镜公式（1），可得：
1
11
1q p q p f +=
由图5可证
1221,q p q p ==
1212p q p b a =+=-
)(2
1
1b a p -=
又
)(2
1
)(2112b a b a a p a p +=--=-=
图5 共轭法测凸透镜焦距
图7 平行光法测凸透镜焦距
所以
a b a b a b a a f 4)(21)(2112
2-=⎥⎦
⎤⎢⎣⎡+⨯-=
（3）用自准法进行分光计中望远镜调焦和光轴调节
望远镜由目镜和物镜组成，见图6。
当目镜与绿十字之间距离发生改变时，黑叉丝的清晰度也会随之发生改变，称为望远镜目镜调焦。
而绿十字与物镜间距离发生改变，称为望远镜调焦。
当它们间距等于物镜焦距时，绿十字发出的绿光经物镜出来变成平行光，再经小平台上平面镜反射回来通过物镜聚焦在绿十字所在平面黒叉丝上，成清晰的像。
望远镜光轴与平面镜垂直时，绿十字像会落在黑上叉丝。
*（4）用平行光法测透镜焦距
用物屏、凸透镜1O 、平面镜组成自准光路，见图7，移动透镜当物屏上出现清晰的像时，去掉平面镜，放上待测凸透镜2O 与像屏'S ，移动凸透镜2O ，像屏'S 上出现清晰像时，x f S O ='2。
[实验内容
]
1．单透镜系统的共轴调节
（1）粗调：将光源、物和透镜靠拢，调节它们的高低左右位置，使它们的中心处在一条和导轨（光学平台）平行的直线上，使透镜的主光轴与导轨（平台平面）平行，并且使物屏、透镜和像屏与导轨（平台平面）垂直，判断方法为目测，判断精度在一小区域内即可，故称为粗调。
（2）细调：用成像规律来判断和调节，用位移法光路，使物的中心、透镜光心达到同轴等高要
求，只要透镜移动时，大像中心和小像中心重合。
（调节技巧为大像追小像），见图8。
2．自准法测凸透镜焦距
按图2放置物屏、凸透镜及平面镜，移动凸透镜，使在物屏上能看到清晰的倒像，记下物屏位置1A 及凸透镜位置1 ，焦距||11A f -= 。
数据记录：
表1 物屏1A ＝ ㎝
3．共轭法侧凸透镜焦距
使物屏和像屏间的距离a 大于4f 。
物屏与像屏的位置分别为AB x 和B A x ''，透镜在成大像和小像时的位置分别为1O x 和2O x ，透镜在两次成像之间的位移||12O O x x b -=,物像之间的位移
AB B A x x a -=''。
数据记录：
表2 单位：㎝
图8
4.调节分光计中望远镜
（1）调节望远镜适合观察平行光
调节目镜与叉丝的距离（黑叉丝与绿十字同一平面），看清黒叉丝。
把平面镜放在小平台上，缓慢转动小平台，使望远镜与平面镜垂直，从望远镜中寻找镜面反射回来的光斑。
调节望远镜调焦旋纽，使光斑变成清晰的小绿十字。
（2）调节望远镜光轴垂直平面镜
调节望远镜水平螺钉与平台水平螺钉，使小緑十字与黑双十字的上十字重合。
5. 用平行光法测透镜焦距（选做） 参照图7光路图与操作方法进行。
[数据处理与结果表示]
1．自准法
标准差 1
2
11-⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛-∑-==
∆n f f A ix n i △仪为仪器误差（取1／2 ㎜）
测量结果的不确定度22
仪∆+∆=∆A 测量结果表示：∆±=f f ,%100⨯∆
=
f
E f 2．位移法（单位：㎝）
结果表示：∆±=f f ，%100⨯∆
=f
E f
[思考题]
1．用位移法调节单镜头系统共轴时，如果大像中心在上，小像中心在下，说明物屏位置偏上还是偏下？画出光路图加以说明。
2．用自准直法测凸透镜的焦距时，平面镜M 起什么作用？M 离透镜远近不同对成像有无影响（清晰度、亮度）？
3．测量凸透镜焦距的实验方法中各有什么优缺点。
4．共轭法测量凸透镜焦距时，为什么要求a ﹥4f,等于或小于行不行？为什么？
[参考书目]
[1]丁慎训、张孔时《物理实验教程》，清华大学出版社，1992年 [2]杨述武《普通物理实验》（光学部分），高等教育出版社，1993年 [3]梁华翰、朱良铱、张立《大学物理实验》，上海交通大学出版社，1996年
[附录 光具座]
图9是GP-78型光具座，它的精度较高，适用于高等院校教学实验中精度要求较高的光学实验。
平直度在0.03毫米和0.10毫米之间，一般光具凳只能上下调节，其中2～3只光具凳上下、左右都可调节。
图9 光具座及其附件。