薄透镜焦距测量及自组显微镜、望远镜

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薄透镜焦距的测定

n 焦距是薄透镜的光心到焦点的距离，是薄透镜的重要参数之一，物体通过薄透镜而成像的位置及性质（大小、虚实）与其有关。
实验目的
• 了解薄透镜的成像规律；
• 掌握光学系统的共轴调节； • 掌握薄透镜焦距的常用测定方法，比较其优缺点。
实验仪器
•光具座及附件、光源、平面反射镜、物屏、像屏 •待测凸透镜、凹透镜
实验测试前，如何调整“共轴等高”？
可分两步进行。
①粗调：
先将透镜等元器件向光源靠拢，调节高低、左右位置，凭目视使光源、物屏上的透光孔中心、透镜光心、像屏的中央大致在一条与光具座导轨平行的直线上，并使物屏、透镜、像屏的平面与导轨垂直。
②细调：
若物的中心P偏离透镜的光轴，则所成的大像和小像的中心P′和 P″将不重合，但小像位置比大像更靠近光轴（如下图所示）。
实验中，用什么测量方法确定清晰像的位置？
能够正确判断成像的清晰位置是光学实验获得准确结果的关键，为了准确地找到像的最清晰位置，可采用左右逼近法读数。
先使像屏从左向右移动，到成像清晰为止，记下像屏位置，再自右向左移动像屏，到像清晰再记录像屏位置，取其平均作为最清晰的像位。
数据处理
表一自准法
在L1和A′B′之间插入待测凹透镜L2，就凹透镜L2而言，虚物A′B′又成像于A″B″。
实验中，调整L2及像屏至合适的位置，就可找到透镜组所成的实像A″B″。
L1
L2
B
A
O2
A′
A″
O1
B′
u
B″
v
测量凹透镜焦距
因此可把O2A′看为凹透镜的物距u，O2A″看为凹透镜的像距v，则由成像公式可得
1 1 1 （虚物的物距为负） f u v

实验二几何光学参数测量实验

实验二几何光学参数测量实验一、实验目的：1.掌握简单光路的分析和调整方法2.了解、掌握自准法测薄凸透镜焦距及自组显微镜的原理和方法二、实验原理1.自准法测薄凸透镜焦距f当发光点（物）P处在凸透镜L的前焦平面时，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M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前焦面上，其会聚点将在发光点相对于光轴的对称位置上。

2. 自组显微镜物镜L o的焦距f o很短，将F1放在它前面距离略大于f o的位置，F1经L o后成一放大实像F’1，然后再用目镜L e作为放大镜观察这个中间像F’1，F’1应成像在L e的第一焦点f e之内，经过目镜后在明视距离处成一放大的虚像F’’1。

三、实验器材1. 自准法测薄凸透镜焦距f1、带有毛玻璃的白炽灯光源S;2、品字形物像屏P;3、凸透镜L;4、二维调整架;5、平面反射镜M;6、二维调整架;7、滑座1; 8、滑座1; 9、滑座1; 10、滑座1; 11、导轨2. 自组显微镜1、带有毛玻璃的白炽灯光源S ；2、1/10mm 分划板F 1；3、二维调整架；4、物镜Lo ；5、二维调整架；6、测微目镜Le （去掉其物镜头的读数显微镜）；7、读数显微镜架；8、滑座1；9、滑座1；10、滑座1；11、滑座1；12、导轨。

四、实验步骤1. 自准法测薄凸透镜焦距f第一步把全部元件按顺序摆放在平台上，靠拢，调至共轴，而后拉开一定的距离；第二步前后移动凸透镜L ，使在物像屏P 上成一清晰的品字形像；第三步调M 的倾角，使P 屏上的像与物重合；第四步再前后微动透镜L ，使P 屏上的像既清晰又与物同大小；第五步分别记下P 屏和透镜L 的位置a1、a2；第六步把P 屏和透镜L 都转180度，重复做前四步；第七步再记下P 和L 的新位置b1、b2。

2. 自组显微镜第一步把全部器件按图四的顺序摆放在平台上，靠拢后目测调至共轴；第二步把透镜Lo 、Le 的间距设定为180mm ；第三步沿标尺导轨前后移动F 1（F 1紧挨毛玻璃装置，使F1置于略大于f o 的位置），直至在显微镜系统中看清分划板F1的刻线。

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。

光学基础实验报告

光学基础实验报告光学基础实验报告实验1：⾃组望远镜和显微镜⼀、实验⽬的1.了解透镜成像规律，掌握望远镜系统的成像原理。

2.根据⼏何光学原理、透镜成像规律和试验参数要求，设计望远镜的光路，提出光学元件的选⽤⽅案，并通过光路调整，达到望远镜的实验要求，从⽽掌握望远镜技术。

⼆、实验原理1.望远镜的结构和成像原理望远镜由物镜L1和⽬镜L2组成。

⽬镜将⽆穷远物体发出光会聚于像⽅焦平⾯成⼀倒⽴实像，实像同时位于⽬镜的物⽅焦平⾯内侧，经过⽬镜放⼤实像。

通过调节物镜和⽬镜相对位置，使中间实像落在⽬镜⽬镜物⽅焦⾯上。

另在⽬镜物焦⽅⾯附有叉丝或标尺分化格。

物像位置要求：⾸先调节⽬镜⾄能清晰看到叉丝，后调整⽬镜筒与物镜间距离即对被观察物调焦。

望远镜成像视⾓放⼤率要求：定义视⾓放⼤率M 为眼睛通过仪器观察物像对⼈眼张⾓ω’的正切与眼睛直接观察物体时物体对眼睛的张⾓ω的正切之⽐M=ωωtan 'tan 。

要求M>1。

2.望远镜主要有两种情况：⼀种是具有正光焦度⽬镜，即⽬镜2L 是会聚透镜的系统，称为开普勒望远镜；另⼀种是具有负光焦度⽬镜，即⽬镜2L 是发散透镜的系统，称为伽利略望远镜。

对于开普勒望远镜，有M=ωωtan 'tan =-''21f f公式中的负号表⽰开普勒望远镜成倒像。

若要使M 的绝对值⼤于1，应有1f >2f 。

对于伽利略望远镜，视⾓放⼤率为正值，成正像。

此外，由于光的衍射效应，制造望远镜时，还必须满⾜：M=d D式中D 为物镜的孔径，d 为⽬镜的孔径，否则视⾓虽放⼤，但不能分辨物体的细节。

三、思考题1.根据透镜成像规律，怎样⽤最简单⽅法区别凹透镜和凸透镜？答：（1）将这个透镜靠近被观察物，如果物的像被放⼤的，说明该透镜为凸透镜；（2）将这个透镜放在阳光下或灯光下适当移动，如果出现⼩光斑的，说明该透镜为凸透镜．2.望远镜和显微镜有哪些相同之处？从⽤途、结构、视⾓放⼤率以及调焦等⼏个⽅⾯⽐较它们的相异之处。

薄透镜焦距的测量实验总结

薄透镜焦距的测量实验总结薄透镜焦距的测量实验总结引言：薄透镜是光学实验中常用的元件之一，其焦距是薄透镜的重要参数之一。

测量薄透镜焦距的实验方法有很多种，本实验采用物体放在薄透镜的正焦点位置并测量像的位置，从而间接测量薄透镜的焦距。

实验目的：本实验的主要目的是通过测量薄透镜的焦距，了解薄透镜的基本原理，并掌握测量薄透镜焦距的实验方法。

实验设备与原理：本实验使用的设备包括光源、物距确定架、测微器、薄透镜。

根据薄透镜的成像原理，当物体放在薄透镜的正焦点位置时，透过薄透镜的光线会经过折射成一束平行光线，而此时薄透镜会形成一张清晰的像。

实验步骤：1.根据实验要求选择合适的薄透镜，并记录薄透镜的参数。

2.将薄透镜放置在物距确定架上，并确保薄透镜平行于光路。

3.调整物距确定架的位置，使得光源能够发出平行光线并穿过薄透镜。

4.通过测微器测量物体到薄透镜的距离，并记录下来。

5.使用屏幕，调整屏幕的位置，观察并找到一张清晰的像。

6.通过测微器测量像距，并记录下来。

实验结果与分析：在实验过程中，通过测量物体到薄透镜的距离和像距，我们可以计算得到薄透镜的焦距。

假设物体到薄透镜的距离为u，像距为v，薄透镜的焦距为f，则根据薄透镜成像公式1/f = 1/v -1/u，我们可以计算出薄透镜的焦距。

实验中，我们重复进行了多次测量，并计算了薄透镜的平均焦距。

通过这些测量数据，我们可以得到薄透镜的平均焦距，并比较其与理论焦距的差异。

如果实验结果与理论值相差较大，可能是实验中存在误差导致的。

讨论与改进：在本实验中，我们通过将物体放在薄透镜的正焦点位置并测量像的位置的方法来间接测量薄透镜的焦距。

但是，实验中可能存在一些因素会导致测量结果的误差，如光路不够稳定、测量不准确等。

因此，在进行实验时要尽量确保操作的准确性，减小误差。

此外，可以进行一些改进来提高实验的准确性，如使用更精确的测量设备、增加测量次数并取平均值、采用更稳定的光源等。

另外，可以通过在实验中加入其他的测量方法来验证结果的准确性，比如通过测量物体的放大倍数来确定薄透镜的焦距。

大学物理实验薄透镜焦距的测定

实验十：薄透镜焦距的测定一、实验目的：1.掌握测定薄透镜焦距的几种方法2.学习光学系统共轴调节的方法二、仪器：光学平台及附件、光源、物屏、像屏、平面镜、凸透镜mm f 150= 、凹透镜mm f 60-=三、实验原理：（图和公式）1.自准直法2.大像小像法3.辅助成像法12x x f -= ld l f 422-=,,s s ss f += 四、实验步骤： 1. 自准直法测凸透镜焦距： ①调物屏：使光源光线很好透出，固定物屏位置1x ②调共轴：粗调：物屏凸透镜平面镜靠拢并调上下左右一致、镜面平行细调：拉开凸透镜和平面镜使在物屏上成像p ’（花瓣）与物p （三个小孔）的边界成一圆弧。

调花瓣：亮度均匀（物屏高度），左右（平面镜方位），高度（凸透镜高度）③移动凸透镜成像p ’。

左趋近,2x ，右趋近,,2x，重复5次。

2. 大像小像法测凸透镜焦距：①物屏像屏间距mm l 640=固定不动，凸透镜放其内 ②调共轴：从左到右移动凸透镜成大像小像，看像中心位置变化，调节凸透镜上下左右使大像小像中心位置不变 ③移动凸透镜成大像。

左趋近,1x ，右趋近,,1x ，重复5次。

移动凸透镜成小像。

左趋近,2x ，右趋近,,2x ，重复5次。

3.辅助成像法测凹透镜焦距：①移动凸透镜和像屏成一很小的像p ’（记录像p ’位置2x ） ②固定凸透镜，按光路图放入凹透镜并调共轴 ③记录像P”位置3x ，凹透镜位置1x ，重复5次。

五、数据记录表格：1. 自准直法测凸透镜焦距：单位:mm mm 5.0=∆仪次数PP ’位置1x （固定）透镜位置(左趋近),2x透镜位置 (右趋近),,2x2,,2,22x x x +=12 3 4 52. 大像小像法测凸透镜焦距:物屏像屏间距mm l 640= 单位:mm mm 5.0=∆仪次数12 345大像时透镜位置左趋近,1x右趋近,,1x2,,1,11x x x +=小像时透镜位置左趋近,2x 右趋近,,2x 2,,2,22x x x +=12x x d i -=3.辅助成像法测凹透镜焦距: 单位:mm mm 5.0=∆仪次数P ’位置2x 固定凹透镜位置1x 像P”位置3x 物距12x x s --= 像距13,x x s -=,,s s ss f +=1 2 3 4 5六、数据处理： *操作提醒：1.光源要挡毛玻璃使得光线柔和，物屏要靠近光源（光亮度）2.实验的关键：调节共轴和判断像3.辅助成像法中凸透镜像P ’很小（绿豆）及1x 2x 3x 的位置。

光学实验

sin
i'
1min
sin A 1 ( 1 )2 cos A 1
n
n

sin
i'
1min

sin
A
n2 1 cos A
n
( cos
A

sin
i'
1min
)2
1
sin A
实验内容： 1.调整分光计（1）目镜的调整：十字叉丝和亮十字清晰（2）望远镜的调焦（3）调整望远镜的光轴垂直于旋转光轴（4）将分划十字线调成水平和垂直（5）平行光管的调焦（6）调整平行光管的光轴垂直于旋转主轴（7）将平行光管狭缝调成垂直
1.狭缝与棱脊严格平行，狭缝足够小，才能调出明暗相间的干涉图样。
2.测微目镜鼓轮在运转测量过程中只能一个方向，不能回转，因为齿纹有空程差；且测微目镜的一条十字叉丝应与条纹或虚光源像平行。
光学实验---用掠入射测折射率
实验目的 1.了解分光计的结构，学习分光计的调整方法。 2.学习使用分光计测量玻璃三棱镜顶角。 3.了解掠入射原理，并用掠入射测量三棱镜的折
狭缝
测微目镜
D
D＞4f
用测微目镜测得大像两虚光源S1、S2的间距l ，
以及小像两虚光源S1、S2的间距l 。
a
b
狭缝
测微目镜
b
a
大像 l l
D
小像 l l
ab
ba
l
ll
鼓轮上有100个等分格，旋转一圈，通过丝杆带动显微镜指针平移1 mm，因此每一个等分格相当于0.01mm，再估读一位，最小读数为0.001mm。
三垂直——望远镜轴线垂直中心转轴；载物平台垂直中心转轴；平行光管轴线垂直中心转轴

测量薄透镜焦距的方法

测量薄透镜焦距的方法
测量薄透镜的焦距可以使用以下几种方法：
1. 构建朗宾透镜实验装置：首先将薄透镜与一短焦距的凹透镜相组合，使其共同构成一个朗宾透镜。

然后将一平行光线照射到朗宾透镜上，并在朗宾透镜的另一侧放置一个屏幕。

调整屏幕的位置，使得在屏幕上能够观察到清晰的聚焦图像。

测量出透镜与屏幕之间的距离，便是薄透镜的焦距。

2. 利用屈光度计：将薄透镜面对着一平行光源，并将屈光度计的目镜对准透镜，观察屈光度计的读数。

然后将薄透镜移动一段距离，直到屈光度计的读数再次稳定下来。

测量透镜移动的距离，便是焦距。

这种方法适用于透镜焦距较大的情况。

3. 利用显微镜原理：将薄透镜放置在一个物体的正下方，通过调节目镜与物镜之间的距离，使得观察到的物体在放大倍率最大的情况下仍然清晰可见。

测量目镜与物镜之间的距离，便是薄透镜的焦距。

需要注意的是，以上方法仅适用于薄透镜，也就是透镜的厚度很小，光线在透镜上的入射和折射角非常小的情况下。

若透镜较厚，或入射光线角度较大，需要考虑透镜的厚度和球面效应对测量结果的影响。

薄透镜焦距的测定实验报告

薄透镜焦距的测定实验报告
实验名称：薄透镜焦距的测定
实验目的：通过实验测定薄透镜的焦距，了解薄透镜成像规律。

实验器材：薄透镜、平行光源、屏幕、物体、尺子。

实验原理：薄透镜成像规律是指物体到透镜的距离、透镜的焦距和物距的关系。

在实验中，将光源放置在物体的正对面，通过薄透镜将光线汇聚在屏幕上，测量透镜与物体、屏幕之间的距离，就可以计算薄透镜的焦距。

实验步骤：
1.将薄透镜放在光源前面，调整透镜位置，使光线通过透镜呈平
行光线。

2.在透镜的正对面放置物体，调整物体位置，使物体与透镜成一
条直线。

3.在透镜的另一侧放置屏幕，移动屏幕位置，调整到能够看到清
晰的像。

4.测量透镜、物体和屏幕的距离。

5.重复以上步骤，取不同的物距和屏幕距离，测量多组数据。

6.计算薄透镜的焦距。

实验结果：
测量数据如下表所示：
实验结果表明，薄透镜的焦距为10cm。

实验结论：通过测量物距、屏幕距离和透镜焦距，可以计算薄透镜的焦距。

薄透镜的成像规律是物距与像距之积等于透镜的焦距，即p1×p2=f。

在实验中，我们验证了这个规律，并测定了薄透镜的焦距为10cm。

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。

薄透镜焦距的测量llj

科学实验
在物理、光学和工程学科中，薄透镜焦距的测量是许多科学实验和研究的必要步骤。例如，在研究透镜的光学特性、检验光学仪器性能等方面，都需要对薄透镜焦距进行精确测量。
薄透镜焦距的基本概念
01 02
定义
薄透镜的焦距是指平行于主轴的光线通过透镜后汇聚的点到透镜中心的距离。对于一个特定的薄透镜，焦距是一个固定的数值，与透镜的材料、形状和尺寸有关。
测量薄透镜焦距的方法
平行光法
利用平行光照射透镜，通过测量透镜后焦点的位置来计算焦距。这种方法需要使用高精度的测量工具，如显微镜和测微器。
干涉法
利用光的干涉现象测量透镜的焦距。这种方法需要使用干涉仪和光源等高级设备。
共轭法
通过测量两个不同位置的物距和像距，利用薄透镜的成像公式计算出焦距。这种方法需要使用光源、光屏和测量尺等工具。
实验结果表明，使用平行光法测量的焦距值较为准确，而自准直法在透镜焦距较大时误差较大。
实验中还发现，透镜的厚度和材料对测量结果有一定影响，需要在使用时进行修正。
实验结果的应用与价值
本实验结果可以为光学仪器设计和制造提供参考，帮助工程师更好地选择和使用透镜。
本实验结果可以应用于光学成像系统、显微镜、望远镜等光学仪器中，提高其成像质量和分辨率。
结果解释
根据实验数据和结果分析，解释薄透镜焦距与相关参数之间的关系。同时，将实验结果与理论值进行比较，验证实验方法的正确性和可靠性。
05
误差分析
测量误差来源
仪器误差
测量仪器本身可能存在的误差，如刻度不准确、光学系统畸变等。
环境因素
测量过程中环境条件的变化，如温度、湿度、气压等，可能影响测量结果。

大学物理实验自组望远镜实验报告

大学物理实验自组望远镜实验报告篇一：光学基础实验光学基础实验报告班级：081XX 学号：081XXX姓名：XX同组者姓名：X、X目录实验一自组望远镜----------------------------------------3 实验二薄透镜焦距的测定--------------------------------5 实验三透镜像差的观测----------------------------------12 实验四实验五实验六偏振光光学实验-----------------------------------------19 测量光栅常数--------------------------------------------25 双缝干涉实验--------------------------------------------26 实验一自组望远镜一、实验目的了解透镜成像规律和望远镜的基本原理及结构，并掌握其调节、使用和测量它的放大率的两种方法。

二、实验原理最简单的望远镜是由一片长焦距的凸透镜作为物镜，用一短焦距的凸透镜作为目镜组合而成。

远处的物经过物镜在其后焦面附近成一缩小的倒立实像，物镜的像方焦平面与目镜的物方焦平面重合。

而目镜起一放大镜的作用，把这个倒立的实像再放大成一个正立的像，如图一所示。

三、实验仪器光学平台、带调节架的底座、透镜（焦距不等）、激光光源、白屏、微尺、毫米尺、带底座的米尺等。

四、原理光路图图一五、实验步骤1、把全部器件按图一的顺序摆放在平台上，通过激光光源和透镜成像规律将所有元件调至共轴。

2、选取一个焦距大的为物镜（本实验f=200mm），一个焦距小的为目镜（f’=75mm），按光路图组装好，并调焦，看到清晰成像。

3、将千分尺调节成d1=5mm，放在S1=1000mm处作为要观察的成像物体。

4、一只眼通过目镜观察千分尺成像，另一只眼直接观察千分尺，比较读出像的长度d2 。

薄透镜焦距测量及自组显微镜、望远镜

薄透镜焦距测量及自组显微镜、望远镜【学习重点】1. 了解和掌握透镜焦距的简单测量方法2. 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【仪器用具】1.5米光具座、透镜夹持架、凸透镜三个、半透半反镜、平面镜、分化板、钨灯光源【预习重点】1．自准法测量透镜的原理2．位移法测量透镜焦距的原理3．显微镜和望远镜的工作原理4．显微镜和望远镜放大倍数的定义及测量中如何运用的【背景知识】1．自准法：自准法是自准直技术的简称，它在平行光管和测量望远镜的调整、测量球面和非球面的面型以及测量透镜或光学系统的焦距等方面有着广泛应用，是几何光学实验中经常采样用的一种实验技术。

无限远的物经透镜成象，象处在透镜的焦平面上。

准直技术在光学实验中通常是指产生平行光束或获得处于无限远的物的方法。

自准法测量透镜焦距就是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象，通过测量象与透镜之间的距离来确定透镜的焦距。

自准直法测量透镜焦距的原理如图1所示。

当物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，如果在焦平面上成一与物等大的到立实象，物到透镜中心的距离就是透镜的焦距。

2．位移法又称贝塞尔法或二次成象法。

测量原理如图2所示。

首先选定物象间的距离A 。

如果透镜在这个距离间能有两个成象位置，两个成象位置之间的距离为d 。

Ad A f 4'22-= 从理论上可知，只要'4A f >，上述公式都成立，在实验之前思考一下，在实验中这个条件还成立吗？如果不成立，原因是什么？3．显微镜是一种助视光学仪器。

显微镜是用来观察和测量有限远微小目标的工具，光学显微镜根据具体用途可分为许多种类，在图1 自准直法测量透镜焦距图2 位移法测量透镜焦距实验中经常遇到的是生物显微镜、体视显微镜、工具显微镜、偏光显微镜和读数显微镜等。

生物显微镜的视放大率较大，在物理实验中它主要是作为观察工具，用来观察一些微小结构特征；生物显微镜的有两个特点，通过它观察到的是样品的倒像，它有一个物镜转换装置用来快速更换不同放大倍率目镜。

工程光学实验指导书(电子版)

一、实验目的 1、加深理解薄透镜成像规律:观察凹透镜成像规律，测量虚像位置； 2、学习简单光路的分析和调节技术：光路的等高共轴调节和消视差； 3、学习几种测量焦距的方法:成像法、自准法、共轭法、焦距仪法测凸透镜焦
距和成像法、自准法测凹透镜焦距； 4、观察透镜的像差。
二、实验仪器光具座，凸透镜，凹透镜，光源，物屏，平面反射镜，水平尺和滤光片等。
图 1-7 自准法测凹透镜焦距
四、实验要求 1、光具座上各光学元件同轴等髙的调节:先利用水平仪将光具座的导轨在实验
桌上调水平，然后进行各光学元件共轴等髙的粗调和细调(用位移法的两像中心重合或不同大小的实像中心重合的方法），直到各光学元件的光轴共轴，并与光具座导轨平行为止。
2、利用粗测法之外的五种方法测量透镜的焦距。参考原理，自拟测量步骤。 3、数据处理:计算出标准不确定度的 A 类评定、标准不确定度的 B 类评定及合成不确定度；给出正确的结果表镜自准法如图 1-7 所示，在光路共轴的条件下，使物屏上物 AB 发出的光经凸透镜 L1
后成实像 A'B'。现将待测凹透镜 L2 置于 L1 与 A'B'之间，若在 L2 后面垂直于光轴放置一个平面反射镜 M,并移动凹透镜 L2 使在物屏上得到一个与物 AB 大小相等的倒立实像。此时，A'B'成为 L2 的虚物，若虚物 A'B'正好在 L2 的焦平面上，则从 L2 出射的光是平行光，该平行光经反射镜反射并再依次通过 L2 和 L1，最后必然在物屏上成等大的倒立实像 A"B"。这样，分别记录 L2 的位置 O 2 及实像 A'B' 的位置，则 0 2 到实像 A'B'间的距离即为 f2。

薄透镜焦距的测量实验报告

薄透镜焦距的测量实验报告薄透镜焦距的测量实验报告通信（1）班赵雯琳1140031 【实验目的】1、掌握测量薄透镜焦距的基本方法。

2、学会调节光学系统的基本方法。

3、了解调节系统共轴的重要性及方法。

【实验仪器】光具组（包括滑块、支架），薄透镜，平面反光镜，白炽光源，狭缝架，物屏【实验原理】一、用自准直发测薄透镜的焦距L为透镜，m为平面反射镜，f为透镜的焦距二、用物象关系法测量薄透镜焦距利用透镜成像公式：三、用贝塞尔法（位移法）测量薄透镜焦距（要求l>4f）利用透镜成像原理，当物屏与像屏距离l固定，移动透镜的位置，可在像屏上两次得到清晰的像，一次是放大像p’，一次是缩小像p”,测量透镜的位移量d，根据物象的共轭对称性质，可球的透镜的焦距。

上述各量的关系可得公式为：【实验步骤】1、打开灯源，将灯光滑块固定，并将狭缝板滑块置于灯源前，记录狭缝板的位置。

2、将透镜滑块置于狭缝板前，再将平面镜滑块置于透镜前，形成狭缝板-透镜-平面镜的顺序置于桌面上的刻度尺边缘，固定平面镜的位置。

3、移动透镜的位置，直到反射到狭缝板上的像清晰为止，固定透镜位置，记录透镜位置。

4、移动狭缝板的位置，固定后重复上一步骤，记录上三组数据。

5、撤去平面镜，放上物象板，将狭缝板移回灯源前，调整灯源及狭缝板的位置，使得狭缝板固定在刻度尺上的某一定点。

6、固定透镜位置，移动物象板，使得物象呈现清晰，记录透镜及物象板的位置。

7、改变透镜位置，再次固定，重复上一步骤，记录三组数据。

8、将物象板置于某处，使得l>4f,固定物象板的位置，移动透镜，分别找到放大像和缩小像，分别记录放大与缩小时透镜的位置。

9、改变物象板的位置，不断加大，重复上一步，记录三组数据。

【实验数据】一、自准法平均值f=194.3mm η=2.26％二、物象关系法狭缝板起点为10cm平均值f=19.47cm η=2.45％三、贝塞尔法起点位置10.00cm平均值f=19.52cm η=2.72％【误差分析】1、读数不够精确2、物象的清晰程度肉眼无法做到精确找到。

望远镜测微目镜及透镜焦距的测量

长春工程学院大学物理实验设计性实验报告望远镜测微目镜及透镜焦距的测量院系名称：专业班级：姓名：学号：望远镜测微目镜及透镜焦距的测量实验原理：薄透镜是透镜中最基本的一种，其厚度较自身两折射球面的曲率半径及焦距要小得多，厚度可忽略不计，在近轴条件下，物距u 、像距υ、焦距f 满足高斯公式:f v u 111=+-符号规定：距离自参考点（薄透镜的光心）量起，与光线进行方向一致时为正反之为负。

实验仪器：带标尺的光具座一台，凸透镜一块，凹透镜一块，带箭矢物光孔电源一台，平面反射镜一块，光屏一个，光学元件底座和支架各6个。

实验方法：一、光学系统的共轴调节 1、粗调 2、细调二、凸透镜焦距的测定用物像法、自准法、共轭法测量凸透镜焦距。

1、自准法 2、物像法 3、共轭法三、凹透镜焦距的测定 1、物像法2、自准法实验题目时间地点环境实验类别指导教师成绩望远镜测微目镜及透镜焦距的测量一、实验目的1、了解透镜成像的原理及成像规律；2、学会光学系统共轴调节，了解视差原理的实际应用；3、掌握薄透镜焦距的测量方法，会用左、右逼近法确定像最清晰的位置，测量凸透镜和凹透镜的焦距；4、能对实验结果进行分析，比较各种测量方法的优缺点，对实验数据进行不确定度处理，写出合格的实验报告二、实验仪器带标尺的光具座一台，凸透镜一块，凹透镜一块，带箭矢物光孔电源一台，平面反射镜一块，光屏一个，光学元件底座和支架各6个。

三、实验原理薄透镜是透镜中最基本的一种，其厚度较自身两折射球面的曲率半径及焦距要小得多，厚度可忽略不计，在近轴条件下，物距u 、像距υ、焦距f 满足高斯公式:f v u 111=+-符号规定：距离自参考点（薄透镜的光心）量起，与光线进行方向一致时为正反之为负。

（一）凸透镜焦距的测定 1、自准法光路如上图所示，若物位于焦平面上，则由平面镜反射后成一与原物等大倒立的像于同一焦平面上。

2、物像法（选做）光路如上图所示，测出物距和像距后，代入透镜成像公式即可算出凸透镜的焦距。