用自准法测薄凸透镜焦距(2020年整理).pptx
薄透镜焦距的测定 物理实验报告(2020年整理).pptx
学海无 涯
2.成像法
在近轴光线的条件下，薄透镜成像的高斯公式为
11 1 s′ − s = f ′
当将薄透镜置于空气中时，则焦距为：
f′
= −f
=
ss ′ s−s′
式中f ′ 为像方焦距，f为物方焦距，s′为像距，s为物距。
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A′B′。 此时物屏到透镜之间的距离，就是待测透镜的焦距，即
五、实验数据与处理： 凸透镜 1、自准法
物／mm
1094.5 1093.6
学海无 涯
透镜／mm 1307.2 1307.8
焦距／mm 212.7 214.2
2、物像法：
透镜 1 透镜 2
f f1 f2 213.45mm
所以
2
物 B／mm 1307.2 1307.2 1307.2 1307.2
O2A'
[
34.8 ] 40.1
S '1,2
O2A'
[
166.1 ] 271.1
像 A''
171.5 273 333.8 234.1
学海无 涯
对于不确定度：
f1,2 SSS'S' [ 44.407].1 所以
薄透镜焦距的测量PPT课件
实验内容
1、做光路的同轴等高的调节 （1）粗调 （2）细调：利用两次成像法，大像追小像。 注意：若光学系统有多个透镜，则应先调好有关一个透镜的共轴， 不再变动；再逐个加入其余透镜，调节后面增加的透镜的光轴使其 与原透镜的光轴一致（即使同一物的中心在屏上所成像的位置不 变）。 这是光路调节的基本步骤，要掌握。 1、 测量凸透镜的焦距 （1） 平行光法 （2） 自准法
93.46
120.00
95.00 40.46 19.44
分析：L越大，误差越大。L以刚刚等于 4 为f 好。要求学生在相 同的物像间距下重复测量多次取平均值。
2、测量凹透镜的焦距 （1）自准法
次 数
物的位置 P
凸透镜位置 O1
1
25.00
73.38
凹透镜位置 O2
87.70
单位：cm
像的位置
ห้องสมุดไป่ตู้
f
P‘
17.310.06cm Er 0.3%
（2）物像距法
实验讨论
1、同轴等高的调节
若光学系统有多个透镜，则应先调好一个透镜的共轴，不再变动； 再逐个加入其余透镜，调节后面增加的透镜的光轴使其与原透镜 的光轴一致（即使同一物的中心在屏上所成像的位置不变）。
2、清晰像的判断
边界清晰、不变形、亮度高。用左右逼近法读数。
而反映透镜特性的基本参数是焦距。
实验仪器
1.光具座 2.白炽灯 3.凸透镜、凹透镜 4. 物屏、像屏 5.平面镜
实验原理
测量薄透镜焦距的方法很多，原理不尽相同，但 最根本的出发点都是物像公式。
1、凸透镜焦距的测量 （1）利用平行光测量焦距 透镜面向远处物体，使其在与镜面平行的屏上呈
现清晰的像，用米尺量出透镜中心至屏的距离， 即为透镜焦距的大小。 特点：简便迅速。 缺点：不够精确。
【正式版】薄透镜焦距测量PPT
Ef
3. 用位移法测量凸透镜的焦距: 要求:在不同D值的条件下测六次,记录测量数据，用公式分
别计算出 f , 将 结果以 f f f 表示。
注： 1. 测量 6次每次变换D, 向大的方向变或1cm
b，位移法测凸透镜的焦距
测量次数
1 2 ….. 5 6 平均
f f
D(cm)
像屏- 物屏
fuv u0,v0,f0 uv
实验内容与步骤:
1.光学系统的共轴调节:
调节光学系统共轴,是减小误差、确保实验成功的重要步骤。
所谓“共轴”，是指各光学元件（如光源、物、镜)的主光轴 重合。分两步进行： 读数时，统一标准：或从光具座左边或从右边读
读数时，统一标准：或从光具座左边或从右边读 c，物距-像距法测凹透镜的焦距
地点：科技楼907
数据处理方法之一：平均误差法
k
fi f
f i1 k
Δf为平均误差， k为次数, 分子为绝对值相加
感谢观看
d(cm) u2-u1
f D2 d2 f (cm) 4D
Ef
4. 用物距像距法测量凹透镜的焦距:
实可要注到次像能求意清,每,大:：读晰凸次。数放透改后b大a镜.变f.不的选得作凹变实择到为f透。像凹的凹镜,透虚透的测f 镜物镜位量的位的置出物置虚像分距不物距别u变,,凸记用值,插透录公，入镜测式在凹一量计能透定数算成镜要据出像后生。f的。,成要移前缩求动提小测像下的量屏尽六得 为 为数读读细中用细中原实所b所c最察别为数b要要实测 最用要察实读为 粗要，， ，物物据数数调心自调心始物谓谓后,计物据求求物量后位求,验数物调求调调物位位距距 处 时 时 :在 准 :在 数 经 “ “ 再 算 距 处 ::、 再 移 :7时 距:测6节节移移每在将距移移凸次 杨,,理，，屏法屏据凹共共由出,理实由法，,量它它动动次不放-法法透像每 氏方统统上测上要透轴轴凹方像凹测统六f们们各各改同置测测为 为为为镜距次 模法一一的量的求镜””透法时透量一次,的的光光变在D凸凸像 像将像像得法变 量之标标位凸位每不，，镜之镜凸标,,值中中每学学物光透透距 距距距到测换 的一准准置透置个能是是生一生透准结的心心次元元具(镜镜,,,,的屏凹测D：：：重镜重表在指指成：成镜：果条在在改件件座的的,虚为)透量平或或合的合格屏各各一平一的或以件位同同变上,,为为为为焦焦物利利正镜均从从焦至上光光个均个焦从,,向下置一一则则凹的焦 焦焦焦距距位用用;的误光光距少生学学实误实距光大测虚，高高说说透各距 距距距置透透焦差具具算成元元像差像具::的六物测度度明明镜光。 。。。不镜镜距法座座出实件件。法。座方次、量光光,,的学且且变成成左左两像（（左向,虚六学学位元记连连像像,边边个，如如边变插像次系系置件录线线规规或或可光光或或入时f，统统靠测,((分律律从从借源源从1光凹光结已已签拢量别c（（右右助、、右透轴轴m果经经上在数表用位位边边凸物物边镜))以共共自一据平平示公移移读读透、、读后轴轴己起为，行行。式法法镜镜镜,。。名,负移用于于计））用给))字的的。动公导导算,,眼凹大大，主主像式轨轨出观透小小交光光屏分。。镜f不不老。轴轴得生同同师重重到成的的批合合清表一像像改。。晰示个生生签放。虚在在字大物不不，的像同同数实，位位据像置置处,测,,理调调量Δ节节出f用透透像平镜镜距均的的,记误高高录差底底测法或或量计左左数算右右据。位位。置置,,使使这这些些大大小小不不同同的的像像的的
薄透镜焦距的测.ppt
徐州工程学院物理实验中心
实验目的
1、加深理解薄透镜的成像规律； 2、学习简单光路的分析和调节方法； 3、学习几种测量透镜焦距的方法；
实验仪器
综合光学实验仪
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 ：
1 1 1 ' ' s s f
则焦距为：
'
改变像屏的位置，重复3次测量，求其平均值。
4、位移法测凸透镜焦距
毋须考虑透镜本身 的厚度，因此较准确
D2 d 2 运用物象的共轭对称性质，得到贝塞耳公式： f 4D
'
条件：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
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（可按照书上步骤）
3、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′。
s's f s s'
2、自准直法测凸透镜焦距
透镜L的一侧放置物屏B,在另一侧放平面镜M，移动物镜，当物屏B 正好位于凸透镜之前的焦平面时，物屏B上任一点发出的光线经透镜折射 后，将变为平行光线，然后被平面反射镜反射回来；再经透镜折射后， 仍汇聚于它的焦平面上，即物屏平面上，形成一个与原物大小相等方向 相反的倒立实像B’，此时物屏到透镜之间的距离，就是待测透镜的焦距 f =s
' s s ' f s s'
1.凸透镜焦距测量ppt课件
山西师范大学 物理与信息工程学院
9
思考题：
1. 分析测焦距时存在误差的主要原因； 2. 共轭法测量凸透镜焦距时，在什么条件
下，物点发出的光线通过由凸透镜能在固 定光屏上两次成实像？
山西师范大学 物理与信息工程学院
10
山西师范大学 物理实验教学中心
凸透镜焦距的测定
光 学 实 验（一）
1
实验目的：
1. 加深对凸透镜成像基本规律的理解。 2. 学习测量凸透镜焦距的几种方法。 3. 掌握光具座上各元件的共轴调节的方法。
山西师范大学 物理与信息工程学院
2
实验仪器：
1.光具座，光源（汞灯）； 2. 平面镜，凸透镜； 3. 带箭矢孔的屏（物），白色光屏；
变，将透镜在物与屏之间移动，可以找到在两个位置
L、L’ 上，物在屏上都能成清晰的实像。若 L和 L’的
距离为d，则根据物象的
共轭对称性d2 4l
S
S”
L
L’
S’
实验测定l和d就可测定 f’
l
山西师范大学 物理与信息工程学院
6
实验步骤：
1. 调节各光学元件的同轴等高； 2. 用自准法测凸透镜焦距； 3. 用一次成像法测量凸透镜的焦距； 4. 用二次成像法测量凸透镜的焦距；
山西师范大学 物理与信息工程学院
3
实验原理：
1.自准法：
焦平面上的物点发 出的光，经过凸透镜折 射以后平行射出，经过 像方放置的主轴垂直的 平面镜反射以后又平行 入射到凸透镜上，凸透 镜对平行入射光再重新 汇集后在焦平面上形成 像点（如右图示） 。
F。
S S’
f
自准直法测量凸透镜焦距
山西师范大学 物理与信息工程学院
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。
（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。
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：3、将透镜转过1800，记下P和L的位置b1、b2；则焦距为4、综合焦距为：（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：；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。
用自准法测薄凸透镜焦距
用自准法测薄凸透镜焦距
自准法是一种测量薄凸透镜焦距的方法，也称为自调整法或自匹配法。
这种方法利用光学成像原理，通过调整透镜与屏幕之间的距离，使得成像位置达到最清晰的状态，从而确定透镜的焦距。
实验中需要准备的器材有：薄凸透镜、调节屏幕、光源、卡尺、直梁器等。
首先，将调节屏幕、光源和薄凸透镜依次放置在同一条实验光路上，使得光源经过透镜后能够形成清晰的像。
接下来，先将透镜与调节屏幕之间的距离调至最短，此时光线聚焦出的图像距离透镜极近处，不清晰。
然后慢慢调整透镜与调节屏幕之间的距离，直到得到清晰的图像。
当图像清晰时，通过卡尺测量透镜到光源的距离和透镜到调节屏幕的距离，分别记为$s$和$s'$。
此时可以利用成像公式推导出透镜的焦距$f$：
$\frac{1}{f}=\frac{1}{s}+\frac{1}{s'}$
利用上述公式即可求解透镜的焦距。
需要注意的是，在实验中需要确保光线的稳定性，避免环境中产生的扰动对测量结果的影响。
此外，实验时需要注意透镜光学性能的限制，确保透镜为薄透镜并且成像光线的孔径足够小，以免误差产生。
自准法测量薄凸透镜的焦距简单易行，且精度较高，被广泛应用于实验教学和科研领域。
薄透镜焦距的测定PPT学习教案
第2页/共11页
实验内容与步骤
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′。
贝塞耳公式
第4页/共11页
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
第5页/共11页
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。 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s置s出'ss和f' ′A。″B″的位置，算出物距s和像距
第9页/共11页
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。
第10页/共11页
薄透镜焦距的测定
会计学
1
实验原理
图 1 薄 透 镜 成像
如图所示，在近轴光线的条件下，薄透镜成像的斯公式为 ：
则焦距为：
1 1 1 s' s f '
f
'
实验一透镜焦距的测量
Experiment1 Determining focus of thin lens
杨杞
用位移法测薄凸透镜焦距f
S L d S 2 ,S d S 2
f LdS2 dS2
L
f L2 d 2 4L
用自准法测薄凸透镜焦距f
图3 自准直法
由辅助透镜成像法求凹透镜焦距
对于凹透镜，因为实物不能得到实像，所以 不能应用白屏接取像的方法求得焦距。可以 利用辅助透镜成像的方法求得焦距。
f2
SS S S
图4 辅助透镜成像法
【实验仪器experimental device】
1.带有毛玻璃的白炽灯光源S 2.品字形物象屏P：SZ-14 3.凸透镜L： f=190mm(f=150mm) 4.二维调整架：SZ-07 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.通用底座：SZ-04 10.通用底座：SZ-04 11.白屏H：SZ-13
【实验步骤 experimental step】
把全部器件按顺序摆放在平台上， 靠拢后目测调至共轴，而后拉开一 定的距离。然后在它的中间放入待 测凸透镜。
用白炽灯照亮物像屏P，沿标尺前后 移动凸透镜L，使在屏上得到清晰的 狭缝像，记录物距S与像距S′，算出 f，重复三次，求平均值。比较实验 值和真实值的差异，并分析其原因。
（1）白纸； （2）黑纸； （3）玻璃；（4） 毛玻璃。
思考题
1.共轴调节的目的是要实现哪些要求？不满足 这些要求对测量会有什么影响？
2.为什么会聚透镜两次成像时，必须使白屏和 物体之间的距离大于透镜焦距的四倍？
3．做凸透镜成大像、小像实验时，如果大像 中心在上、小像中心在下，说明物的位置 偏上还偏下？请画光路图加以分析。
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。
工学薄透镜焦距的测定PPT课件
B'
B''
A'
A'B' 为凹透镜的虚
U
A ''
物，物距为负值
V
第17页/共39页
实验内容
1. 光学元件同轴等高的调节
薄透镜成像公式仅在近轴光线的条件下成立。对几个光 学元件组成的光路,应使各光学元件的主光轴重合,才能满足 近轴光线的要求。习惯上把各光学元件主光轴的重合称为同 轴等高。
同轴等高是指各元件的光心均位于同一光轴上，且光轴 与光具座平行。为了获得准确测量，必须进行同轴等高的调 节。
先使透镜从左向右移动，当像刚清晰时，记下透镜位 置的读数。继续向右移动使像由清晰变模糊，再使透镜从 右向左移动，当像刚清晰时再记下读数，取这两次读数的 平均值作为成像清晰时凸透镜的位置。
第25页/共39页
数据记录——自准法
物体 次 位置 数 x0
1 2 3 4 5
凸透镜位置 x1
左
右
平均
平均值
(单位cm)
第12页/共39页
实验原理
3. 凸透镜焦距的测定
1) 自准法
将物AB放在凸透镜的前焦平
面上,这时物上任一点发出的
光束经透镜后成为平行光,由 A
平面镜反射后再经透镜会聚于
B
f
透镜的前焦平面上, 得到一个 B'
大小与原物相同的倒立实像
F
A′B′。此时, 物屏到透镜之间 A'
的距离就等于透镜的焦距f。
第13页/共39页
u2
v1
L
A'
L2 l 2 f
4L
第15页/共39页
共轭法又叫位移法、二次 成像法或贝塞尔法
大物实验之薄透镜焦距的测量ppt课件
（二）薄透镜焦距的测量原理
1.凸透镜的焦距测量
（1）粗测法： 当物距趋向无穷大时，由(1)式可得： f P ，即无穷
远处的物体成像在透镜的焦平面上。用这种方法测得的结 果一般只有1～2位有效数字。由于这种方法误差较大，大 都用在实验前作粗略估计，如挑选透镜等。
（2）公式法 根据(1)式，则薄透镜焦距为 f PP P P
遮光屏1个，透镜座2个(凹透镜1块，凸透镜1块)， 3V电源1个，手电筒1个。
7
四、实验注意事项 1、安装光具座时，应轻拿轻放，不要相互碰撞，以免 影响测量的准确度。 2、用户长期不用时应将仪器放在仪器箱内保管。 3、透镜不使用时应将其放在有干燥剂的箱子里存放， 防止透镜发霉，去除透镜污垢时要用专用纸或专用镜头 擦湿布以免损坏透镜表面
透镜的焦距，常用一个已知焦距的凸透镜与之组合成为
透镜组，物体发出的光线通过凸透镜后会聚，再经凹透
镜后成实像。如图3所示。若令 S2 (>0)为虚物的物距，S2
S2 为像距，则凹透镜的焦距为：
L1 L2
f
2
S2 S2 S2 S2
A
B
B’ B’
A’
A’
S2 S'2
图3
6
三、实验仪器 光具座1个，滑块4块，光屏1个，光源盒1个，
一、实验目的
薄透镜焦距的测量
1．学习透镜方面的基本知识。 2．掌握薄透镜的焦距的几种测量方法。
1
二、实验原理
（一）薄透镜成像规律
A
在近轴光线（指通过透镜中心 B F
并与主光轴成很小夹角的光束）
f
的条件下，薄透镜的成像可表
P
示为：
1 1 1 1
薄透镜焦距的测量(共15张PPT)
自准法测量凸透镜焦距
x物 =
cm；
f1 =
cm
次数 项 目
1
2
3
4
5
x左
x右
x
第十一页，共15页。
（2）、共轭法测量凸透镜焦距
如图3按所示图：设凸3透所镜的示焦距放为 f置,取箭光矢物具AB ，固定箭矢物，取屏的位置为箭矢物AB
D≥4f 左右逼近法” 到光屏P的距离为 ，并固定屏的位置不动，用“ 按图4所示光路，固定箭矢物不动，移动凸透镜和光屏使物成倒立缩小的实像，固定凸透镜并记下其坐标x01，及光屏的坐标Xp1；
（1）平行于主光轴的光线经透镜折射后过透镜的焦
点； （2）过透镜光心的光线经透镜时不改变方向。
第四页，共15页。
1. 物距像距法测量凸透镜焦距
uv f1 u v
式中物距、像距、焦距都以凸透镜光心为坐标原点而 量取，顺光线方向取正，反之取负（如图1中示）。
(或实物、实象取正；虚物、虚像取负； 凸透镜焦距取正，凹透镜焦距取负。)
3、测量物或像或光心的坐标时，要注意用“左右逼近法” 准确测量：先测物或像或透镜底座的两侧的坐标再求平均 值作为它们的坐标。
第十五页，共15页。
测量透镜焦距的方法有许多，如平行光聚焦法、物距像距 法等。本实验利用自准法、共轭法、物距像距法等测量透镜的 焦距。
第二页，共15页。
二、实验仪器
带标尺光具座一台，光学器件、支架底座若干，凸 透镜一块，凹透镜一块，带箭矢物光孔电源一台， 平面全反射镜一面，光屏等 。
第三页，共15页。
三、实验原理
光路：
1、注意同轴等高的调节。
有些光具的轴不能固定，要注意 随时纠正物平面和镜平面与光轴垂直。
薄透镜焦距的测定40页PPT
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
薄透镜焦距的测定
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
设计性-薄凸透镜焦距的测定
薄凸透镜焦距的测定1.自准法实验原理：如图1，当物体P处在凸透镜的焦平面上时,由 P发出光线通过透镜L折射后成平行光,如果在透镜后面放一个与透镜光轴垂直的平面反射镜M,此平行光经 M反射后再次通过透镜,仍会聚于透镜光轴的对称位置上。
也就是说,象相对于物为大小相等的倒立实象,物距、象距均等于该透镜的焦距.实验步骤:1.如图1所示，在导轨上放置物屏P、平面镜M，并使它们两者的距离比所测凸透镜的焦距大。
在物屏P和平面镜M之间放上被测量的凸透镜L。
2.适当调节光路，使物屏P发出的物光通过透镜后，由平面镜再反射回去，并再次通过透镜射向物屏P。
3.在导轨上，前后移动凸透镜，使物屏上产生倒立、等大、清晰的实像。
用纸片遮住平面镜，清晰的像应该消失。
记下凸透镜在导轨上位置L。
4.重复步骤（3）五次，共记下L六个数据，并读出P的位置，填入表格。
实验数据记录：1 2 3 4 5 6 平均Δ仪（cm）L(cm)P(cm)一．焦距的判断：放置好透镜和平面镜前后移动有孔的光屏，直到在屏上观察到清晰的等大像（此时应该能看清镜头纸纤维成的像），这是透镜光心与屏的距离就是焦距。
二．误差来源及解决方案：①由图此时的偏离光心，凸透镜前面相当于凸镜，起折射作用，后面相当于凹镜，起反射作用。
也就是不用经过的平面镜的反射即可在P’位置产生实相。
当撤去平面镜，此时P'依旧有像，而原图1 P'位置没有了像，所以根据这个方法可以知道实验时是否偏离光心。
而此时的像距小于焦距。
通过不断的移去和移回平面镜就可以把它调节的正常水平。
②在实际测量时，由于对成像刚清晰程度的判断不准确，可导致测量值产生一定的误差。
为了减小误差，常采用左右逼近法读数，即先使透镜由左向右移动，当像刚清晰时停止，记下透镜位置的读数；再使透镜自右向左移动，在像清晰时又得一读数，取这两次读数的平均值作为成像清晰时凸透镜的位置。
三．实验装置图：四．Δf的表达式2.物距像距法实验原理：一个凸透镜.从景物至镜片的距离,称物距；从镜片至所成投影之间的距离,称像距。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
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。
（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
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。
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
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
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？
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，记下P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
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