实验一：用自准法测薄凸透镜焦距
薄透镜的实验报告
一、实验目的1. 了解薄透镜的基本成像规律。
2. 掌握光学系统的共轴调节方法。
3. 学会使用自准直法、物距-像距法测量薄凸透镜的焦距。
4. 了解凹透镜的成像特性。
二、实验原理薄透镜的成像规律可以通过透镜成像公式描述：\[ \frac{1}{f} = \frac{1}{u} + \frac{1}{v} \]其中，\( f \) 为透镜的焦距，\( u \) 为物距，\( v \) 为像距。
自准直法是利用透镜将发散光会聚为平行光，通过反射后再会聚，从而确定透镜的焦距。
物距-像距法是利用透镜成像公式，通过测量物距和像距来计算焦距。
凹透镜对光线具有发散作用，当物体位于凹透镜的焦点之外时，所成的像是虚像。
三、实验仪器1. 薄凸透镜2. 凹透镜3. 自准直仪4. 平面反光镜5. 白炽光源6. 狭缝架7. 物屏8. 刻度尺9. 记录本四、实验步骤1. 共轴调节：将白炽光源、狭缝架、薄凸透镜和物屏依次放置在实验桌上，调整光源和狭缝架的位置，使狭缝光线垂直照射到薄凸透镜上，并通过调节透镜和物屏的位置，使成像清晰。
2. 自准直法测量焦距：- 将平面反光镜放置在薄凸透镜的另一侧，调整其角度，使光线经过透镜后反射回狭缝架上。
- 移动薄凸透镜，使狭缝架上的像与狭缝对齐，此时物距等于焦距，记录薄凸透镜的位置。
- 重复上述步骤三次，求平均值。
3. 物距-像距法测量焦距：- 将物屏放置在薄凸透镜的一侧，调整其位置，使成像清晰。
- 使用刻度尺测量物距和像距，记录数据。
- 重复上述步骤三次，求平均值。
- 根据透镜成像公式计算焦距。
4. 凹透镜成像实验：- 将凹透镜放置在白炽光源和狭缝架之间，调整其位置，使成像清晰。
- 使用刻度尺测量物距和像距，记录数据。
- 分析凹透镜的成像特性。
五、实验结果与分析1. 自准直法测量焦距：- 平均焦距：\( f_{avg} = 0.15 \) m- 测量误差：\( \Delta f = 0.01 \) m2. 物距-像距法测量焦距：- 平均焦距：\( f_{avg} = 0.15 \) m- 测量误差：\( \Delta f = 0.01 \) m3. 凹透镜成像实验：- 成像为虚像，且成像位置与物体位置相反。
自准直法测凸透镜焦距原理
自准直法测凸透镜焦距原理1. 引言凸透镜是一种常用的光学元件，用于聚焦光线。
测量凸透镜的焦距是光学实验中的基本内容之一。
自准直法是一种常用的测量凸透镜焦距的方法，其原理简单易于操作。
本文将详细介绍自准直法测凸透镜焦距的原理和具体步骤。
2. 自准直法测凸透镜焦距原理自准直法是利用凸透镜的成像特性来测量其焦距的一种方法。
其原理基于以下几点：2.1 光线的追迹原理光线在凸透镜中传播时会发生折射现象，根据折射定律，入射光线和折射光线在入射面和折射面的法线上的反射角度满足Snell定律。
2.2 成像特性凸透镜能够将入射光线聚焦到一点上，该点称为凸透镜的焦点。
根据凸透镜的成像特性，如果将一束平行光线照射到凸透镜上，光线将会近似地汇聚到焦点上。
2.3 焦距的测量方法利用凸透镜的成像特性，我们可以通过测量物体与凸透镜的距离和物体成像的距离来计算焦距。
具体的测量步骤将在下一部分中详细介绍。
3. 自准直法测凸透镜焦距步骤使用自准直法测量凸透镜焦距可以分为以下几个步骤：3.1 准备实验器材•凸透镜•光源•直尺•支架3.2 搭建实验装置将光源放置在支架上并对准透镜，将屏幕放在凸透镜的另一侧，并确保屏幕与光源之间有足够的距离。
准确控制光源与凸透镜的距离是实验的关键。
3.3 测量物体与透镜的距离在光源与凸透镜之间放置一个物体，可以是一个直尺或者其他有刻度的物体。
将物体移动到合适的位置，使其与凸透镜保持一定的距离，并记录下这个距离。
3.4 调整屏幕位置调整屏幕的位置，使得在屏幕上可以清晰地观察到凸透镜成像的情况。
3.5 观察成像情况通过屏幕观察到的成像情况来判断凸透镜的焦距。
如果观察到清晰的焦点，记录下屏幕与凸透镜的距离。
3.6 计算焦距根据物体与凸透镜的距离、屏幕与凸透镜的距离以及屏幕与焦点的距离，利用凸透镜公式可以计算出凸透镜的焦距。
4. 结论自准直法是一种常用的测量凸透镜焦距的方法，它利用凸透镜的成像特性来进行测量。
通过实验可以得到凸透镜的焦距，并可以验证凸透镜公式的准确性。
自准直法测凸透镜焦距原理
自准直法测凸透镜焦距原理一、引言凸透镜是一种常见的光学元件，广泛应用于各种光学系统中。
测量凸透镜的焦距是非常重要的，因为它可以帮助我们确定透镜在光学系统中的位置和角度。
自准直法是一种测量凸透镜焦距的常用方法，本文将详细介绍自准直法测凸透镜焦距的原理。
二、自准直法测凸透镜焦距原理1. 几何关系自准直法是通过观察凸透镜成像过程来测量其焦距的。
在自准直法中，我们需要将一个物体放置在离透镜远处，并且尽可能地与光轴平行。
这样可以确保物体发出的光线近似平行于光轴。
当平行于光轴的光线进入凸透镜时，它们将被聚集到一个点上，这个点称为焦点。
根据物距公式和像距公式可以得到以下公式：1/f = 1/v - 1/u其中，f表示焦距，v表示像距，u表示物距。
2. 实验步骤在进行自准直法测量凸透镜焦距时，可以按照以下步骤进行：（1）将凸透镜放置在光源的前面，并且尽可能地与光轴垂直。
（2）在离透镜远处放置一个物体，例如一张印有字母的纸片。
（3）观察通过凸透镜成像后的图像。
当物体和图像距离相等时，可以确定焦点位置。
（4）测量物体和图像之间的距离，并根据公式计算出焦距。
3. 注意事项在进行自准直法测量凸透镜焦距时，需要注意以下事项：（1）尽可能地将物体放置在远处，并且与光轴平行。
这样可以确保近似平行于光轴的光线进入凸透镜。
（2）要确保凸透镜与光源垂直，以便光线能够正常通过。
（3）要仔细观察成像过程，并根据实际情况调整焦点位置。
4. 应用领域自准直法是一种简单而有效的测量凸透镜焦距的方法，广泛应用于各种光学系统中。
它可以用于测量各种类型的凸透镜，包括单透镜和复合透镜。
自准直法还可以用于测量其他光学元件的焦距，例如平面镜和凹透镜等。
三、总结自准直法是一种简单而有效的测量凸透镜焦距的方法。
通过观察凸透镜成像过程，我们可以确定焦点位置，并根据物距公式和像距公式计算出焦距。
在进行自准直法测量时，需要注意物体和光源的位置，确保光线能够正常通过，并且要仔细观察成像过程。
基础物理实验报告测量薄透镜焦距及自组显微镜与望远镜
测量薄透镜焦距及自组显微镜与望远镜一、实验目的1.掌握透镜焦距的简单测量方法；2.较为准确地得到待测凸透镜的焦距；3.掌握显微镜和望远镜的基本结构、工作原理及其调节和使用方法。
二、实验原理（一）、自准直法测量凸透镜的焦距。
首先利用待测透镜自身产生一个位于无限远的物，再用待测透镜对它成像，通过测量像与透镜之间的距离来确定透镜的焦距。
当物像y位于透镜的焦平面上时，经透镜L和平面反射镜所组成的光学系统后，当在焦平面上成一与物等大的倒立实像时，物到透镜中心的距离就是透镜的焦距，此时有公式：f=x L−x y（1）（二）、二次成像法：图2.二次成像法光路图二次成像法光路图如图所示。
首先选定物象间的距离A，并且保证在此间距内，透镜能够在光屏上有两次清晰的成像。
透镜的两个成像位置之间的距离为d 。
S1、S1′分别为成放大像时的物和像的位置，S2、S2′分别为成缩小像时的物和像的位置。
则有：S1−S2=d, S1′−S2′=d, S1′−S1=A, S2′−S2=A（2）透镜成像公式为：1 S′−1S=1f′（3）可得：d=√A(f′−4A) （4）可得：f′=A2−d24A（5）（三）、自组显微镜：通常所提到的显微镜和望远镜的放大倍数是指视角放大率，其中视角ω为：tanω=yl（6）视角放大率为：Γ=tanωitanωe（7）其中：tanωe=y1250tanωe=tanω′=y2f e（8）则有：Γ=y2250y1f e（9）又因为：y2 y1=−Δf0（10）Γ=−Δ250f0f e（11）其中：Δ=M−f0−f e（12）（四）、自组望远镜：望远镜的视角放大率为：Γ=tanωitanωe =tanω′tanω=−f0′f e′（13）此次实验过程中，所组装的望远镜所观察的物体为有限远。
这时需要改变物镜和目镜之间的距离进行调焦，使物体通过物镜所成的实像位于目镜的物方焦平面以里，再经过目镜在明视距离外成一虚像。
薄凸透镜焦距的测定（附有数据）
薄凸透镜焦距的测定（附有数据）薄凸透镜焦距的测定摘要：薄凸透镜焦距的测定主要可以有⾃准法，物距像距法，共轭法来测定。
讨论了焦距误差的计算⽅法,讨论了各种⽅法的优缺点，清晰像位置判断不确定所引⼊的测量误差,同时分析了改变物距对透镜焦距测量不确定度的影响。
关键词：左右逼近法，同轴等⾼，共轭法，⾃准法，物距像距法，误差分析。
引⾔：凸透镜是各种光学元件中最基本的成像元件,⽽透镜最重要的参量就是它的焦距。
测量焦距常⽤的⽅法有物距像距法(⾼斯法)、共轭法、⾃准直法、辅助透镜法等,各⽅法适⽤的条件不同,测量精度也各不相同,其焦距测量的误差讨论也是多种多样。
⼀、实验任务：1、了解薄透镜的成像规律；2、掌握光学系统的共轴调节；3、⽤⾃准法、物距像距法、共轭法测定薄凸透镜的焦距。
⼆、实验仪器：GY-1型溴钨灯⼀个，凸透镜L，物屏P⼀块，像屏⼀块，平⾯镜M，⼀维平移底座若⼲，三维平移底座，直尺三、实验原理：A、⾃准法原理：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。
优点：物，像在同⼀焦平⾯上。
操作简单，常⽤作粗测。
缺点：误差⼤。
B、物距像距法缺点：很难确定屏在哪个位置时像最清晰，往往是把屏前后移动，在⼀个较⼤的范围内像的清晰程度都相差不多，像距v很难测准确．⽽且由于光⼼的位置不确定，会造成物距和像距都测不准确，从⽽测出的焦距误差很⼤。
C、共轭法原理：物与像屏之间的距离设为L，⼤于4倍焦距时，薄透镜在物与像屏之间移动时有两个位置O1、O2可以在屏上成像，在O1位置时成放⼤的实像，在O2位置时成缩⼩的实像，O1、O2之间的距离记为d，则透镜的焦距f可以由L、s两个量得到。
五、实验内容：仪器同轴等⾼的调节(1)粗调：先将物、透镜、像屏等⽤底座固定好以后，再将它们靠拢，⽤眼睛观察调节⾼低、左右，使它们的中⼼⼤致在⼀条和导轨平⾏的直线上，并使它们本⾝的平⾯互相平⾏且与光轴垂直。
全国中学生物理竞赛实验报告模板：薄透镜焦距的测定物理实验报告
实验名称：薄透镜焦距的测定2.成像法在近轴光线的条件下，薄透镜成像的高斯公式为1 s′−1s=1f′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。
式中的各线距均从透镜中心（光心）量起，与光线行进方向一致为正，反之为负，如图所示。
若在实验中分别测出物距s和像距s′，即可用式求出该透镜的焦距f′。
但应注意: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。
3.共轭法共轭法又称为位移法、二次成像法或贝塞尔法。
如图所示，使物与屏间的距离D>4f并保持不变，沿光轴方向移动透镜，则必能在像屏上观察到二次成像。
设物距为s1时，得放大的倒立实像；物距为s2时，得缩小的倒立实像，透镜两次成像之间的位移为d，根据透镜成像公式，可推得：f′=D 2−d2 4D物像公式法、自准法都因透镜的中心位置不易确定而在测量中引进误差。
而共轭法只要在光具座上确定物屏、像屏以及透镜二次成像时其滑块移动的距离，就可较准确地求出焦距f′。
这种方法无需考虑透镜本身的厚度，测量误差可达到1%。
操作要领：粗测凹透镜焦距，方法自拟。
取D大于4f′。
调节箭矢中点与透镜共轴，并且应使透镜光轴尽量与光具座导轨平行。
往复移动透镜并仔细观察，成像清晰时读数。
重复多次取平均值。
（二）凹透镜焦距的测定成像法（辅助透镜法）如图所示，先使物AB发出的光线经凸透镜L1后形成一大小适中的实像A′B′，然后在L1和A′B′之间放入待测凹透镜L2，就能使虚物A′B′产生一实像A′′B′′。
分别测出L2到A′B′和A′′B′′之间距离s2、s2′，根据式f′=−f=ss′即可求出L2的像方焦距f2′。
s−s′。
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。
《工程光学》实验报告完整版(含答案)
本科生实验报告实验课程工程光学学院名称核技术与自动化工程学院专业名称测控技术与仪器学生姓名苏语稻香学生学号指导教师实验地点6C803实验成绩二〇一八年四月二〇一八年六月填写说明1、适用于本科生所有的实验报告（印制实验报告册除外）；2、专业填写为专业全称，有专业方向的用小括号标明；3、格式要求：①用A4纸双面打印（封面双面打印）或在A4大小纸上用蓝黑色水笔书写。
②打印排版：正文用宋体小四号，1.5倍行距，页边距采取默认形式（上下2.54cm，左右2.54cm，页眉1.5cm，页脚1.75cm）。
字符间距为默认值（缩放100%，间距：标准）；页码用小五号字底端居中。
③具体要求：题目（二号黑体居中）；摘要（“摘要”二字用小二号黑体居中，隔行书写摘要的文字部分，小4号宋体）；关键词（隔行顶格书写“关键词”三字，提炼3-5个关键词，用分号隔开，小4号黑体)；正文部分采用三级标题；第1章××(小二号黑体居中，段前0.5行)1.1 ×××××小三号黑体×××××（段前、段后0.5行）1.1.1小四号黑体（段前、段后0.5行）参考文献（黑体小二号居中，段前0.5行），参考文献用五号宋体，参照《参考文献著录规则（GB/T 7714－2005）》。
实验一透镜焦距测量和光学系统基点的测定一、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、位移法测量凸透镜焦距的原理及方法。
3.了解透镜组节点的特性，掌握测透镜组节点的方法。
二、实验任务1.自准法测薄凸透镜焦距f2.用位移法测薄凸透镜焦距f3.测量透镜组节点和焦距。
三、实验内容1.自准法测薄凸透镜焦距f1.1实验原理将物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´。
用自准直法测薄凸透镜焦距实验中“真”“假”像的判断
一
旦 ：
Ｓｌ ｒｌ
ｆ ５）
分光线不可能在物屏上成实像 ， 另一部分被折射而
进 入透镜 ， 当这 些折 射光 线 到达透 镜 的后 表 面时 ， 将
式（ ） ５ 与式 （ ） １ 比较得 ｓ ： ， ｓ
对于薄透镜可忽略其 中心厚度 ， ］则按成像顺 序有 ｓ ＝ ， ＝ ２ ｓ ｓ ｓ １３ ２
实像 。 ］
（ ） 图 ２所 示 ， 为物 体 ， ２如 Ａ 当物 距 ｓ 焦距 为 时， 光线经 透镜 Ⅱ表 面 折 射 的光 线 为 平 行光 再 被平 面镜 反射 ， 然后 又经透 镜 两表 面两次 反射 和折射 ， 最
后从 Ｉ 表面折射 的光线返回物方而成的像为 Ａ
这个 像也 是等 大倒立 的 实像 。
一下 ｎｒ 一（ ）２ １ ｎ 一１ ｒ （） ９
透镜的焦距． ， 厂 就会在物屏上成一个与物体 等大 时
倒 立 的实 像 ， 图 ２所 示 。所 以 ， 如 在第 一 种 情况 下 ， 所 成 的像 是透 镜前 后 表 面 反 射 、 折射 光线 返 回物 方
。 ＿ｒ 一（ ）２ 一 １ ｎ 一凡 ｒ ｎ （ ８ ） 。
回物方而成倒立的实像 ， 像的大小和位置随透镜离 开物屏的距离 ｓ 的变化而变化 ， 。 当距离 ． 等于某 ｓ 数值时 ， 将在物屏上成一个与物体等大倒立 的实 像， 图１ 如 所示。而第二种情况 ， 经透镜后表面折射
一
的光线被平面镜反射， 然后又经透镜两表面两次反 射和折射 ， 最后从前表面折射的光线返 回物方而成 倒立的实像 ， 该像的大小 和位置与透镜离开物屏的
距 离 以及平 面镜在 光轴 上 的位置 有关 。 当距 离等 于
实验15薄凸透镜焦距的测量
实验15 薄凸透镜焦距的测量一、实验目的1.理解不同方法测量透镜焦距的原理。
2.学会光路的搭建和调节方法。
3.掌握平行光管等仪器的使用方法。
二、预习要求１．预习讲义，看懂实验原理。
２．熟悉有关仪器的原理及其使用方法。
三、实验仪器1.光源S、2.物屏P、3.被测凸透镜L、4.二维架或透镜架、5.平面镜M、6.调节支架、7.通用底座、8.照明器、9.平行光管、10.可平移透镜支架、11.测微目镜、12.光具座四、实验原理1．自准法测量薄凸透镜焦距自准法采用光的可逆性原理测量薄凸透镜的焦距。
光的可逆性是指当光线的方向返转时，它将逆着同一路径传播。
实验原理见图1。
图1 自准法测量透镜焦距实验原理图当物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。
本实验采用的实验仪器为1～7，按照图2所示搭建相关实验仪器。
图2自准法测量透镜焦距实验仪器组成图2. 放大率法测量薄凸透镜焦距（1） 平行光管介绍平行光管是一种产生平行光束的仪器，它主要由物镜、分划板和照明器组成，本实验所用的国产550型平行光管的外形如图3所示，其光学系统如图4所示。
图4 平行光管光学系统图分划板位于平行光管物镜的焦平面上，分划板上每一点发出的光经物镜后变成一束平行光。
位于分划板中心A 处（焦点上）发出的光经透镜后成为一束和光轴平行的光，轴外点B 发出的光经透镜后成为一束平行于BOB ’的平行光。
这些平行光束好象来自无限远处，因而也常用来代替无限远处的目标，用以作为瞄准和观测的标记。
取下平行光管的照明部件，换上自准直目镜，此时平行光管成为一个望远系统的自准直平行光管，通过目镜可观察远处的物体。
平行光管配有不同类型的分划板后，可以有不同的用途。
平行光管在光学测量中，是一个基本度量仪器，也是许多光学仪器的基本部件。
分划板是在光学镜片上镀刻各种图案而成。
本实验所用的国产550型平行光管，附有五种分划板，其各图案如图5所示。
薄凸透镜焦距的测量实验报告
薄凸透镜焦距的测量实验报告《薄凸透镜焦距的测量实验报告》嗨，今天我要给大家讲讲我做的薄凸透镜焦距的测量实验呢。
这个实验可有趣啦。
我一走进实验室，就看到那些实验器材整整齐齐地摆在桌子上。
有一个亮晶晶的薄凸透镜，就像一个透明的小饼干，不过这个“小饼干”可神奇啦，它能让光线玩好多有趣的游戏呢。
还有光具座，那光具座长长的，就像一条铁轨，上面的那些滑块就像是在铁轨上跑来跑去的小火车。
旁边还有蜡烛，那蜡烛就像一个小火把，随时准备给我们带来光明，让光线开始它们的奇妙之旅。
我和我的小伙伴们都特别兴奋。
我的同桌小明就大声说：“哇，感觉今天要做一个超级酷的实验呢。
”我也跟着说：“是啊，这个薄凸透镜到底有多厉害，今天就可以好好见识见识啦。
”那我们开始做实验啦。
第一种方法呢，是利用平行光聚焦法来测焦距。
我们先把蜡烛点燃，那火苗一跳一跳的，就像一个调皮的小精灵在跳舞。
然后把蜡烛放在光具座的一端，再把薄凸透镜放在光具座上，让它面对着蜡烛。
我们调整着薄凸透镜的位置，就像在给这个小饼干找一个最舒服的位置。
这时候，我们在透镜的另一边放了一个光屏。
我就想啊，这光屏就像是一个小舞台，光线们要在这个舞台上表演节目呢。
我们慢慢地移动光屏，哎呀，这个过程可需要耐心啦。
我一边移动光屏一边嘟囔着：“小光屏啊小光屏，你可一定要和光线配合好呀。
”突然，我们在光屏上看到了一个特别小但是很亮的光斑，就像一颗小星星落在了光屏上。
我们高兴得跳了起来，大喊着：“找到了，找到了。
”这时候，从透镜到光屏的距离就是这个薄凸透镜的焦距啦。
我们赶紧拿尺子量了量，哇，这个焦距是多少多少厘米呢。
接下来，我们又用了另外一种方法，就是物距像距法。
我们还是把蜡烛放在光具座上，点燃它。
然后又把薄凸透镜放在合适的位置。
这次我们改变了蜡烛到透镜的距离，就像是在和这个小饼干玩距离游戏。
我们把蜡烛慢慢地靠近透镜，就像在小心翼翼地靠近一个神秘的小宝藏。
然后在透镜的另一边找像。
我们找啊找啊，有时候在光屏上看到的像特别大，就像一个巨人。
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。
薄透镜焦距测定物理实验报告
南昌大学物理实验报告课程名称: 大学物理实验 实验名称: 薄透镜焦距的测定 学院: 信息工程学院专业班级: 学生姓名: 学号： 实验地点： 基础实验大楼ﻩ 座位号： 0１ 实验时间： 第７周星期3下午４点开始 一、实验目的:1.掌握光路调整的基本方法;2．学习几种测量薄透镜焦距的实验方法;3. 观察薄凸透镜、凹透镜的成像规律。
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．此时物屏到透镜之间的距离,就是待测透镜的焦距,即A'B'f=s由于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聚焦的目的，所以称之为自准法,该法测量误差在之间。
1%~5%2.成像法在近轴光线的条件下,薄透镜成像的高斯公式为1s '‒1s=1f '当将薄透镜置于空气中时,则焦距为：f '=‒f =ss's ‒s'式中为像方焦距,为物方焦距，为像距，为物距。
f 'f s 's 式中的各线距均从透镜中心（光心）量起,与光线行进方向一致为正,反之为负,如图所示。
若在实验中分别测出物距和像距，即可用式求出该透镜的焦距。
但应注意:测得s s 'f '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．３。
共轭法 共轭法又称为位移法、二次成像法或贝塞尔法。
如图所示,使物与屏间的距离并保持不变,沿光轴方向移动透镜，则必能在像屏上观察到二次成像.设物距为D >4f s 1时,得放大的倒立实像;物距为时,得缩小的倒立实像,透镜两次成像之间的位移为d,根据s 2透镜成像公式，可推得：f'=D 2‒d 24D物像公式法、自准法都因透镜的中心位置不易确定而在测量中引进误差。
薄透镜焦距的测定物理实验报告
薄透镜焦距的测定物理实验报告一、实验目的1、掌握测量薄透镜焦距的几种方法。
2、加深对薄透镜成像原理的理解。
3、学会使用光学仪器进行测量和读数。
4、培养实验操作能力和数据处理能力。
二、实验原理1、薄透镜成像公式当薄透镜置于空气中时，其成像公式为：＄＼frac{1}｛u} ＋＼frac{1}｛v} ＝＼frac{1}｛f}＄，其中$u$为物距，＄v$为像距，＄f$为焦距。
2、自准直法当物屏上的物点位于凸透镜的焦平面上时，从物点发出的光线通过凸透镜后成为平行光，若在透镜另一侧放置一与主光轴垂直的平面镜，平行光经平面镜反射后沿原路返回，再次通过透镜后成像于物屏上，此时物屏与透镜之间的距离即为透镜的焦距。
3、物距像距法当物距和像距分别为$u$和$v$时，通过测量物距和像距，利用成像公式可计算出透镜的焦距$f$。
4、共轭法移动凸透镜，在物屏和像屏上分别得到大像和小像，根据物像共轭关系，即大像的物距等于小像的像距，大像的像距等于小像的物距，可列出方程组求解出焦距$f$。
三、实验仪器光具座、凸透镜、凹透镜、光源、物屏、像屏、平面反射镜等。
四、实验内容及步骤1、自准直法测凸透镜焦距（1）将凸透镜固定在光具座的一端，在凸透镜的另一侧放置物屏，并在凸透镜与物屏之间插入平面反射镜，使平面镜与光具座垂直。
（2）移动物屏，使物屏上的物点位于凸透镜的焦平面上，此时在物屏上会出现一个与物等大、倒立的清晰像。
（3）测量物屏与凸透镜之间的距离，即为凸透镜的焦距$f_1$，重复测量三次，求平均值。
2、物距像距法测凸透镜焦距（1）在光具座上依次放置光源、凸透镜和像屏，使光源位于凸透镜的一侧，像屏位于凸透镜的另一侧。
（2）移动凸透镜，使光源通过凸透镜在像屏上成清晰的像。
（3）分别测量物距$u$和像距$v$，根据成像公式计算出凸透镜的焦距$f_2$，重复测量三次，求平均值。
3、共轭法测凸透镜焦距（1）在光具座上依次放置光源、物屏、凸透镜和像屏，使物屏和像屏之间的距离大于$4f$。
用自准法测薄凸透镜焦距
真验一用自准法测薄凸透镜焦距之阳早格格创做一、真验脚段1、掌握简朴光路的分解战安排要领2、相识、掌握自准法测凸透镜焦距的本理及要领3、掌握光的可顺性本理测透镜焦距的要领4、掌握光的可顺性本理的光路安排两、真验本理（一）光的可顺性本理当收光面（物）处正在凸透镜的焦仄里时，它收出的光芒通过透镜后将成为一束仄止光.若用取主光轴笔曲的仄里镜将此仄止光反射回来，反射光再次通过透镜后仍会散于透镜的焦仄里上，其会散面将正在收光面相对付于光轴的对付称位子上.光的可顺性本理：当光芒的目标返转时，它将顺着共一路径传播.借此本理可丈量薄凸透镜的焦距，真验本理睹图1-1图1-1当物P正在核心处或者焦仄里上时，经透镜后光是仄止光束，经仄里镜反射再经透镜后成像于本物P处（记为Q）.果此，P面到透镜核心O面的距离便是透镜的焦距f.（两）自准法如图1-2所示，将物AB搁正在凸透镜的前焦里上，那时物上任一面收出的光束经透镜后成为仄止光，由仄里镜反射后再经透镜会散于透镜的前焦仄里上，得到一个大小取本物相共的倒坐真像A´B´.此时，物屏到透镜之间的距离便等于透镜的焦距f.三、主要仪器及耗材1：黑光源S（GY-6A） 6：三维安排架(SZ-16)2：物屏P（SZ-14） 7：两维仄移底座(SZ-02)3：凸透镜L （f′=190 mm） 8：三维仄移底座 (SZ-01)4：两维架（SZ-07）或者透镜架（SZ-08）9-10：通用5：仄里镜M底座（SZ-04）四、真验真质战步调（一）真验真质1、光教系全部轴的安排.2、利用可顺性本理测薄透镜的焦距，分别记下P战L的位子a1、图1-2 自准法测薄透镜焦距光路图a23、将透镜转过1800，记下P战L的位子b1、b2；则焦距为4（两）真验步调1、光路如图1-3所示，先对付光教系统举止共轴安排，真验中，央供仄里镜笔曲于导轨；2、移动凸透镜，曲至物屏上得到一个取物大小相等，倒坐的真像；3、调M镜，并微动L，使像最浑晰且取物等大（充谦共一圆里积）；4、分别记下P战L的位子a1、a2；5、将P战L皆转1800之后，沉复干前4步；6、记下P战L新的位子b1、b2；7；图1-3 真验拆置图五、数据处理取分解1、真验数据记录表1-1，也可自拟表格；2、按表格中所列各项利用下斯公式估计出透镜的焦距.供出f及f￣后估计尺度缺面写成f=f±△f形式；3、分解真验截止，计划缺面产生本果.表1-1 自准法单位：厘米f=_____±__ _cm E f=______%六、真验注意事项１、使用光教元器件要注意问题.比圆，光教器件的镜里没有要用脚触及，光教器件易碎，要沉拿沉搁，用完后光教器件要规整、整齐，搁回本处等.2、调共轴时，应先用目测细调，安排速度可更快一面.3、物里、透镜里、仄里镜三个仄里相互仄止且笔曲光轴.4、注意读数应以器件的核心为尺度.七、思索题1、自准法测凸透镜焦距时，真验条件是什么？成像特性是什么?2、如果物是物体而没有是一面，则怎么样做自准曲法测透镜焦距的光路图，怎么样推断物像沉合.3、透镜转过180°后，所测焦距是可一般，为什么？5、自准法有哪些应用？。
自准直法测凸透镜焦距公式
自准直法测凸透镜焦距公式自准直法是一种常用的测量凸透镜焦距的方法。
凸透镜是一种光学元件，它可以使光线经过折射聚焦。
凸透镜的焦距是指光线经过折射后汇聚成像的位置与凸透镜的中心的距离。
准直法通过测量光线的入射角和出射角来计算焦距，具有简单、直观的优点。
我们需要准备凸透镜、光源和屏幕。
将光源放置在凸透镜的一侧，然后将屏幕放置在凸透镜的另一侧，使屏幕与凸透镜平行。
调整光源和屏幕的位置，使得光线尽可能平行地射入凸透镜，并在屏幕上形成清晰的像。
接下来，我们需要测量光线的入射角和出射角。
选择一个明显的光线束，用直尺测量光线的入射角和出射角与凸透镜的法线之间的夹角。
入射角和出射角的大小可以通过凸透镜上的刻度来确定。
然后，根据测得的入射角和出射角，可以使用准直法测量凸透镜的焦距。
根据凸透镜的折射定律，入射角和出射角的正切值之比等于折射率之比。
根据焦距公式可以推导出以下公式：1/f = (n - 1) * (1/R1 - 1/R2)其中，f是焦距，n是凸透镜的折射率，R1和R2分别是凸透镜的两个曲率半径。
根据测得的入射角和出射角，可以计算出焦距。
需要注意的是，准直法测量的焦距是指凸透镜的近似焦距。
准直法的原理是基于光线平行入射和出射的假设，而在实际情况中，光线可能存在一定的散射。
因此，准直法测量的焦距可能存在一定的误差。
准直法只适用于焦距较大的凸透镜，对于焦距较小的凸透镜，可以使用其他方法进行测量，如放大法或剖面投影法。
自准直法是一种简单、直观的测量凸透镜焦距的方法。
通过测量光线的入射角和出射角，可以计算出凸透镜的焦距。
但需要注意的是，准直法测量的焦距是近似值，可能存在一定的误差。
在实际应用中，可以结合其他方法进行准确测量，以确保结果的准确性和可靠性。
用自准法测薄凸透镜焦距的实验反思
用自准法测薄凸透镜焦距的实验反思以用自准法测薄凸透镜焦距的实验反思为标题在物理实验中，我们经常需要测量光学元件的焦距，以便更好地理解光学原理和进行光学设计。
而其中一种常用的方法就是自准法。
我在这篇文章中将会分享我在实验中的经历和反思。
实验中，我们使用的是薄凸透镜，它是一种光学元件，可以将平行光线聚焦到焦点上。
为了测量薄凸透镜的焦距，我们需要一些实验器材，如薄凸透镜、光源、屏幕和尺子等。
我们将薄凸透镜放置在平行光线的路径上，然后将屏幕放在透镜的另一侧。
接下来，我们将光源调整到适当的位置，使其成为平行光线。
然后，我们移动屏幕，直到在屏幕上得到一个清晰的图像。
测量屏幕到透镜的距离，并重复多次实验，然后计算平均值，即可得到薄凸透镜的焦距。
在实验中，我遇到了一些困难和问题。
首先，调整光源的位置是一项关键任务。
如果光源不在适当的位置，将会得到模糊或扭曲的图像，从而影响测量结果的准确性。
因此，我们需要仔细调整光源的位置，确保光线是平行的。
移动屏幕的过程也需要小心。
如果我们移动屏幕太快或不够精确，可能会导致焦点位置的偏移，从而影响测量结果的准确性。
因此，我们需要缓慢而精确地移动屏幕，以确保焦点位置的稳定。
在测量屏幕到透镜的距离时，我们也需要注意测量的准确性。
使用一个尺子进行测量时，我们应该尽量使其垂直于屏幕，并确保尺子的刻度清晰可读。
同时，我们也需要注意几何畸变的影响，尽量使测量结果更准确。
通过这次实验，我深刻地认识到了自准法测量薄凸透镜焦距的重要性和挑战性。
在实验中，我不仅学会了调整光源和移动屏幕的技巧，还学会了如何使用尺子进行准确测量。
同时，我也意识到了实验中的细节对结果的影响，因此在以后的实验中，我会更加注重细节的处理和准确性的控制。
通过这次实验，我不仅学到了测量薄凸透镜焦距的方法，还提高了我的实验技能和注意力。
我相信这些经验将对我的物理学习和研究有所帮助。
实验一：自准直法测凸透镜焦距
光学实验
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用自准法测薄凸透镜焦距f
四、仪器实物图及原理图
1 S P 2 3 L 4 5 M 6
10
9
8
7
L S 毛玻璃 P
M
*
50 19 0 190
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用自准法测薄凸透镜焦距f
【实验步骤】
1、把全部元件按图一的顺序摆放在平台上，靠拢，调至共 轴。而后拉开一定的距离。可调成如图一所示的距离 2、前后移动凸透镜L，使在物屏P上成一清晰的品字形像。 3、调M的倾角，使P屏上的像与物重合。 4、再前后微动透镜L，使P屏上的像既清晰又与物同大小。 5、分别记下P屏和透镜L的位置a1、a2。 6、把P屏和透镜L都转180度，重复做前四步。 7、再记下P和L的新位置b1、b2。 8、分别把f=150mm和f=190mm的透镜各做一遍，并比较实 验值和真实值的差异，并分析其原因。
汽车与电子工程学院用自准法测薄凸透镜焦距f实验一用自准法测薄凸透镜焦距f测量实验实验目的掌握简单光路的分析和调整方法了解掌握自准法测凸透镜焦距的原理及方实验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
光学实验
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用自准法测薄凸透镜焦距f
实验一 用自பைடு நூலகம்法测薄凸透镜焦距f (测量实验)
实验一：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、掌握光的可逆性原理测透镜焦距的方法。
2、掌握光的可逆性原理的光路调节。
二、实验仪器与装置1、白光源 S (GY -6) 6、二维调节架 (SZ -07)2、物屏 P (SZ -14) 7、二维平移底座 (SZ -02)3、凸透镜 L(T -GSZ -A10，f '=190mm) 8、三维平移底座 (SZ -01)4、二维调节架 (SZ -07) 9、通用底座 (SZ -04)5、平面镜 M (T -GSZ -A16) 10、通用底座 (SZ -04)三、实验原理光的可逆性原理。
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，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 。
四、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 ，则焦距为21a f a a '=-3、将透镜转过180记下P 和L 的位置12,b b 则焦距为21b f b b '=-4、综合焦距为2a b f f f ''+'= 五、实验步骤 1沿米尺装妥各器件，并调至共轴。
2开启光源，移动L 和M ，直至在物屏上获得镂空图案的倒立实像。
3调M 和L 的俯仰和左右并前后微动L ，使像最清晰且与物屏图案等大倒立的实像。
4分别记下P 和L 的位置； 12,a a 12,a a 1805将P 和L 都转 之后（不动底座），重复做前4步； 6记下P 和L 新的位置 ； 7计算： ； ， 21bf b b '=- 2a b f f f ''+'= 六、实验数据及处理次数n物屏位置 透镜位置 焦距 平均值 12345七、实验注意事项1、调共轴时，应先用目测粗调，调节速度可更快一点。
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实验一 用自准法测薄凸透镜焦距
一、实验目的
1、掌握光的可逆性原理测透镜焦距的方法。
2、掌握光的可逆性原理的光路调节。
二、实验仪器与装置
1、白光源 S (GY -6) 6、二维调节架 (SZ -07)
2、物屏 P (SZ -14) 7、二维平移底座 (SZ -02)
3、凸透镜 L(T -GSZ -A10，f '=190mm) 8、三维平移底座 (SZ -01)
4、二维调节架 (SZ -07) 9、通用底座 (SZ -04)
5、平面镜 M (T -GSZ -A16) 10、通用底座 (SZ -04)
三、实验原理
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，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 。
四、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 ，则焦距为21a f a a '=-
3、将透镜转过180记下P 和L 的位置12,b b 则焦距为21b f b b '=-
4、综合焦距为
2a b f f f ''+'= 五、实验步骤 1沿米尺装妥各器件，并调至共轴。
2开启光源，移动L 和M ，直至在物屏上获得镂空图案的倒立实像。
3调M 和L 的俯仰和左右并前后微动L ，
使像最清晰且与物屏图案等大倒立的实像。
4分别记下P 和L 的位置
； 12,a a 12,a a 180
5将P 和L 都转 之后（不动底座），重复做前4步； 6记下P 和L 新的位置 ； 7计算： ； ， 21b
f b b '=- 2a b f f f ''+'= 六、实验数据及处理
次数n
物屏位置 透镜位置 焦距 平均值 1
2
3
4
5
七、实验注意事项
1、调共轴时，应先用目测粗调，调节速度可更快一点。
2、物面、透镜面、平面镜三个平面相互平行且垂直光轴。
3、注意读数应以器件的中心为标准。
八、实验讨论思考题
1、如何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。
2、透镜转过180°后，所测焦距是否一样？为什么？
3、能否用自准直法测凹透镜的焦距？能，请说明原理和测量方法。
12,b b 21a f a a '=-。