薄透镜焦距的测定

表示已经共轴；若不重合，可先在小像中心作一记号，调节透镜高度，使
大像的中心趋向小像中心（大像追小像）。如此反复调节透镜高度，直至
大像的中心和小像中心完全重合。
多透镜系统,在物与单个凸透镜共轴后依次增加待调透镜，调节新增透 镜的高低左右使物的像仍在原处（在轴上）即可。
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光学实验
实验内容与步骤
③保持凸透镜L１的位置不变，在L１与像屏之间放入凹透镜 L２ ，往后移动像屏，使屏上重新得到清晰的、倒立的、放大 的实像A″B″。
s′，④代记入录公凹式透镜L２的f 位' 求置s出s和'ssf' ′A。″B″的位置，算出物距s和像距
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景深
这两个成清晰象的屏的位置之差称为景深。
则焦距为：
1 s'
1 s
1 f'
f
'
s's s s'
（1） （Leabharlann Baidu）
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。
其中 f ′为像方焦距；s′为像距；s为物距。各线距均从薄透镜中心(光心)量起， 与光线进行方向一致为正，反之为负。
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各光学元件同轴等高的调节
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注意事项
数据处理中,应注意数据列表。
实验思考题
1．画出自准直（视差法）测量薄凹透镜的光路图，并 说明测量原理。
2．若待测薄凸透镜的焦距太长，无法用本次实验的方 法测量时，请设计一种测量法。
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将光源、物屏、待测透镜和像屏依次放在光学平台上，进行各光学元
件同轴等高的粗调和细调。
粗调：用三角板辅助调整各元件的中心大致在与光学平台平行的同一条
直线上，并使物平面，像屏平面和透镜面相互平行且垂直光学平台。
细调： 利用共轭法调整，固定物屏和像屏的位置，使D > 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
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景深:景深可作为像距的不确定度范围;
为了景深尽量小（小于5mm），测量时应使像为缩小像. 在利用公式计算焦距之前要先判断物距,像距的符号.
数据处理要求: 数据处理要求导出高斯公式,贝塞耳公式的误差
传递公式,并计算每一种方法测量薄透镜的焦距的 实验结果的不确定度,正确表示实验结果。
薄透镜焦距的测量
1、物距像距法测凸透镜焦距
先粗略估计测量待测凸透镜焦距，使物和像屏之间的距离略
大于粗测焦距值的4倍，移动透镜，直到在像屏上看到清晰的像
为止，记录物距s与像距s′，由高斯公式 求出焦距f′。
f
'
s's s s'
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2、二次成像法（贝塞耳法）
毋须考虑透镜本身 的厚度，因此较准确
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3、自准直法测凸透镜焦距
注意区分物光经凸透镜内表面和平面镜反射后所成的 像，前者不随平面镜转动而移动
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4、由辅助透镜成像求凹透镜的焦距
①按上图所示，调节各元件等高共轴.
②暂不放入凹透镜，移动凸透镜L１ ，使像屏上出现清晰 的、倒立的小像A′B′，记下A′B′的位置。
实验目的
1、掌握光具座（光学平台）的使用方法，学 会调节光学系统，使之共轴。
2、掌握薄透镜焦距的常用测定方法。
实验仪器
光学平台，发散透镜（f=-10cm），会聚 透镜(f=19cm)，像屛,平面反射镜，光源， 物屏，支架
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实验原理
图1 薄透镜成像
如图所示，在近轴光线的条件下，薄透镜成像的高斯公式为 ：
条件： D 4 f '
运用物象的共轭对称性质，得到贝塞耳公式：
f ' D2 d 2 4D
（3）
①固定物屏与像屏之间的距离D,并测量D。 ②将透镜从靠近物屏往像屏方向移动，使屏上得到清晰的大像，记录 透镜的位置1。移动透镜至另一位置，使屏上得到清晰的小像再记录透 镜的位置2，从而算出d ，并由贝塞耳公式求出 f′。