薄透镜焦距的测定

二、 实验原理
2．薄凸透镜焦距的测定
（1）物距像距法（公式法）
11 1 υu f
f uυ uυ
二、实验原理
（2）自准值法（平面镜法）
X
X
2
Hale Waihona Puke 1测量出物体和透镜的位置X1、X2，即可求得透镜的焦距为：
f X2 X1
二、实验原理
（3）共轭法（位移法）
B
A
O1
e u
L
O2
ν
A' A" B'
二、实验原理
薄透镜成像公式
11 1 uv f
u为物距，恒取正值。为像距，v其正负由像的虚实来决定，实像为正，虚像为负；f
为透镜焦距，凸透镜焦距为正，凹透镜焦距为负。
凸透镜成像规律
u <f，在物的同侧得到一个放大正立的虚象 ； F<u<2f，在透镜另一侧二倍焦距之外成一个放大倒立的实像 ； u>2f，在透镜另一侧焦距和二倍焦距之间成一个缩小倒立的实像 。
薄透镜焦距的测定
天津理工大学理学院实验中心
目录
一、实验目的 二、实验原理 三、实验仪器 四、实验步骤 五、数据处理 六、注意事项 七、思考题
一、实验目的
1.掌握光路共轴等高的调整方法； 2.加深对薄透镜成像规律的认识； 3.学习测量薄透镜焦距的几种方法。
二、实验原理
1.薄透镜的成像规律
。 凸透镜具有使光线汇聚的作用。凹透镜具有使光线发散的作用
五、数据记录与处理
1.用位移法（共轭法）测凸透镜焦距
采用逼近法读数，表格如下：
物S1
S2左
镜S2 S2右
平均
像S3
S4左
镜S4 S4右
平均 L=S3-S1
e=S4-S2
单位:mm f
f mm, u f mm, f f u f mm
五、数据记录与处理
2．用物距像距法测凹透镜焦距
x1
x2
x3
u=︱x3-x2︱
v=︱x3-x2︱
单位:（mm）
f
f mm, u f mm, f f u f mm
七、思考题
应用透镜成像公式 1 1 1 uv f
焦距计算公式
L2 e2 f
？
4L
，推导凸透镜
1 1 1 u v f f uv
vu
（焦距、像距均为负值）
三、实验仪器
1.光具座 2.光源 3.凸透镜、凹透镜 4.物屏、像屏
四、仪器调节
1．光具座的水平调整
调整光具座的调平螺丝将光具座的导轨调整成水平（利用水平尺来判断）。
2．调节光学元件同轴等高
（1）目测粗调：将光源、物屏、透镜和像屏靠拢，使各元件中心大致等高在一条线 上，并使物屏、透镜、像屏平面平行。 （2）细调：利用共轭法调整，固定物屏和像屏的位置，使L> 4f，在物屏与像屏间移 动凸透镜，可得一大一小两次成像。若两个像的中心重合，即表示已经共轴；若不重 合，可先在小像中心作一记号，调节透镜的高度使大像的中心与小像的中心重合。如 此反复调节透镜高度，使大像的中心趋向小像中心（大像追小像），直至完全重合。
B"
根据透镜成像公式可得
L2 e2 f
4L
式中e为先后两次成像时凸透镜移动的距离，L为物与像屏之间的距离。
为了准确测量，故采用位移法测量。
二、实验原理
3、凹透镜焦距的测定（物距-像距法）
凹透镜只能成虚像，不能直接测出焦距。需借助一个凸透镜，使其组成一个透镜组， 相当于一个新的凸透镜，进而测量凹透镜的焦距。