用自准法测薄凸透镜焦距(2020年整理).pptx

平均值
f=
± _cm
Ef=
%
六、实验注意事项
１、使用光学元器件要注意问题。例如，光学器件的镜面不要用手触及，光学器件易 碎，要轻拿轻放，用完后光学器件要规整、整齐，放回原处等。
2、调共轴时，应先用目测粗调，调节速度可更快一点。 3、物面、透镜面、平面镜三个平面相互平行且垂直光轴。 4、注意读数应以器件的中心为标准。
（二）自准法 如图 1-2 所示，将物 AB 放在凸透镜的前焦面上，这时物上任一点发出的光 束经透镜后成为平行光，由平面镜反射后再经透镜会聚于透镜的前焦平面上，得 到一个大小与原物相同的倒立实像 A´B´。此时，物屏到透镜之间的距离就等于 透镜的焦距 f。
图 1-2 自准法测薄透镜焦距光路图
学海无 涯
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a1、a2；则焦距
为 ： fa , a2 a 1
3、将透镜转过1800，记Fra Baidu bibliotekP和L的位置b1、 b2；则焦距为
f
, b
b
2
b
1
4、综合焦距为： f , ( fa, f ,b) 2
（二）实验步骤 1、光路如图1-3所示，先对光学系统进行共轴调节，实验中，要求平面镜垂
学海无涯
实验一 用自准法测薄凸透镜焦距
一、实验目的 1、掌握简单光路的分析和调整方法 2、了解、掌握自准法测凸透镜焦距的原理及方法 3、掌握光的可逆性原理测透镜焦距的方法 4、掌握光的可逆性原理的光路调节
二、实验原理 （一）光的可逆性原理 当发光点（物）处在凸透镜的焦平面时，它发出的光线通过透镜后将成为一
束平行光。若用与主光轴垂直的平面镜将此平行光反射回去，反射光再次通过透 镜后仍会聚于透镜的焦平面上，其会聚点将在发光点相对于光轴的对称位置上。
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，实验原理见图1-1
图1-1
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。
三、主要仪器及耗材
1：白光源S（GY-6A）
6：三维调节架 (SZ-16)
2：物屏 P （SZ-14）
7：二维平移底座 (SZ-02)
3：凸透镜L （f ′=190 mm）
8：三维平移底座 (SZ-01)
4：二维架（SZ-07）或透镜架（SZ-08）
9-10：通用
5：平面镜M 底座（SZ-04）
四、实验内容和步骤 （一）实验内容 1、光学系统共轴的调节。
七、思考题
1、自准法测凸透镜焦距时，实验条件是什么？成像特点是什么?
2、如果物是物体而不是一点，则如何作自准直法测透镜焦距的光路图，如 何判断物像重合。
3、透镜转过180°后，所测焦距是否一样，为什么？ 5、自准法有哪些应用？
学海无 涯
图 1-3 实验装置图
五、数据处理与分析
1、实验数据记录表 1-1，也可自拟表格；
2、按表格中所列各项利用高斯公式计算出透镜的焦距。求出 f 及 f￣后计算标准误差写 成 f=f±△f 形式；
3、分析实验结果，讨论误差形成原因。
表 1-1 自准法 单位：厘米
次数
n
a1
a2
b1
b2
f
1
2
3
直于导轨；
2、移动凸透镜，直至物屏上得到一个与物大小相等，倒立的实像；
3、调M镜，并微动L，使像最清晰且与物等大（充满同一圆面积）；
4、分别记下P和L的位置a1、a2； 5、将P和L都转1800之后，重复做前4步；
6、记下P和L新的位置b1、b2；
7、计算：
f
, a
a2
a1
；
f
, b
b 2 b
1
f , ( fa, f ,b) 2