薄透镜焦距的测量
薄透镜焦距的测定

实验八 薄透镜焦距的测定透镜是光学仪器中最基本的元件,反映透镜特性的一个重要参数是焦距。
由于使用目的和条件的不同,需要选择不同焦距的透镜或透镜组,为了在实验中能正确选用透镜,必须学会测定透镜的焦距。
常用的测定透镜焦距的方法有自准法和物距像距法。
对于凸透镜还可以用位移法(共轭法)进行测定。
光具座是光学实验中的一种常用设备。
光具座结构的主体是一个平直的导轨,另外还有多个可以在导轨上移动的滑块支架。
可根据不同实验的要求,将光源、各种光学部件装在夹具架上进行实验。
在光具座上可进行多种实验,如焦距的测定,显微镜、望远镜的组装及其放大率的测定、幻灯机的组装等,还可进行单缝衍射、双棱镜干涉、阿贝成像与空间滤波等实验。
进行各种光学实验时,首先应正确调好光路。
正确调节光路对实验成败起着关键的作用,学会光路的调节技术是光学实验的基本功。
【实验目的】1.学习测量薄透镜焦距的几种方法。
2.掌握透镜成像原理,观察薄凸透镜成像的几种主要情况。
3.掌握简单光路的分析和调整方法。
【实验仪器】光具座(全套)、照明灯、凸透镜、平面反射镜、物屏、白屏等。
【实验原理】1.薄透镜成像公式由两个共轴折射曲面构成的光学系统称为透镜。
透镜的两个折射曲面在其光轴上的间隔(即厚度)与透镜的焦距相比可忽略或者称为薄透镜。
透镜可分为凸透镜和凹透镜两类。
凸透镜具有使光线会聚的作用,即当一束平行于透镜主光轴的光线通过透镜后,将会聚于主光轴上的一点,此会聚点F 称为该透镜的焦点,透镜光心O 到焦点F 的距离称为焦距f 图1(a)。
凹透镜具有使光束发散的作用,即当一束平行于透镜主光轴的光线通过透镜后将偏离主光轴成发散光束。
发散光的延长线与主光轴的交点f 为该透镜的焦点。
如图1(b)近轴光线是指通过透镜中心部分与主轴夹角很小的那一部分光线。
在近轴光线条件下,薄透镜成像的规律可表示为f u 111=+υ (1) 式中u 为物距,υ为像距,f 为透镜的焦距。
u 、υ和f 均从透镜光心O 点算起。
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、加深对薄透镜成像原理的理解。
2、学习几种测量薄透镜焦距的方法。
3、掌握光学实验中的基本测量技术和数据处理方法。
二、实验原理1、薄透镜成像公式当光线通过薄透镜时,遵循薄透镜成像公式:$\frac{1}{u} +\frac{1}{v} =\frac{1}{f}$,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发出的光线经透镜折射后,变成平行光,若在透镜后面垂直于光轴放置一个平面反射镜,此平行光将沿原路返回,再次通过透镜后仍成像于物屏上的物点处。
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,代入薄透镜成像公式可求得焦距$f$ 。
4、共轭法移动透镜,在物屏和像屏之间分别得到放大和缩小的清晰像。
根据光路可逆原理,两次成像时物距和像距互换,利用公式$\frac{u + v}{4}$可计算出焦距。
三、实验仪器光具座、凸透镜、凹透镜、物屏、像屏、平面反射镜、光源等。
四、实验内容与步骤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,使物屏上的十字叉丝清晰可见。
(2)在凸透镜后面垂直于光轴放置平面反射镜。
(3)沿光具座移动物屏,直到在物屏上再次看到清晰的十字叉丝与原物大小相等、方向相反。
(4)记录此时物屏与凸透镜的位置,两者之间的距离即为凸透镜的焦距。
(5)重复测量三次,计算焦距的平均值。
2、物距像距法测凸透镜焦距(1)将凸透镜固定在光具座的中间位置。
(2)在凸透镜的一侧放置物屏,另一侧放置像屏。
(3)移动物屏和像屏,直到在像屏上得到清晰的像。
(4)记录物屏和像屏的位置,分别得到物距$u$ 和像距$v$ 。
(5)代入薄透镜成像公式计算焦距,并重复测量三次,计算平均值。
3、共轭法测凸透镜焦距(1)将物屏固定在光具座的一端,凸透镜放在光具座中间附近。
薄透镜焦距的测量-ccm

结果分析与讨论
根据实验数据,我们发现薄透镜的焦距与光源波长成反比关系,符合光学理论。 透镜材料的折射率对焦距也有显著影响,折射率越大,焦距越短。
透镜厚度对焦距的影响较小,在一定范围内可以忽略不计。
与理论值比较及偏差解释
将实验测量得到的焦距与理论计算值 进行比较,发现存在一定的偏差。
通过分析偏差产生的原因,我们可以提出 改进措施,如提高光源稳定性、采用更精 确的测量仪器等,以减小实验误差。
薄透镜焦距的测量ccm
• 引言 • 测量方法与步骤 • 测量误差分析 • 透镜焦距计算与优化 • 实验结果展示与讨论 • 总结与展望
目录
01
引言
目的和背景
研究薄透镜的成像规律,掌握 测量薄透镜焦距的方法和技能。
薄透镜在光学仪器、摄影等领 域应用广泛,了解其焦距对于 正确使用这些设备具有重要意 义。
距f。
计算结果分析与讨论
误差来源分析
在测量过程中,误差主要来源于测量工具精度、人为操作误 差、环境因素(如温度、湿度)等。为了提高测量精度,需 要选用高精度测量工具、规范操作流程并控制环境因素。
数据处理与结果分析
对测量数据进行处理和分析,可以采用多次测量取平均值、 绘制误差棒图等方法来减小误差并提高结果的可靠性。同时 ,还可以与其他测量方法进行比较,以验证结果的准确性。
04
透镜焦距像公式
1/f = 1/u + 1/v,其中f为焦距,u为物距,v为像距。通过测量物距和像距,可以计算 出焦距f。
焦距与曲率半径关系
对于薄透镜,其焦距f与透镜两面的曲率半径R1和R2有关,公式为f = (n-1) * (1/R1 1/R2),其中n为透镜折射率。通过测量透镜两面的曲率半径和折射率,可以计算出焦
薄透镜焦距的测定

的像为止,记录物距s与像距s′,由公式(2)求出焦距f ′。
图4 物距、像距法测焦距光路
2. 自准直法测凸透镜焦距 如图5所示,在待测透镜L的一侧放臵被光源照明的1字形物屏AB, 在另一侧放一面平面反射镜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凸透 镜L折射后,变为平行光线,然后被平面反射镜反射回来,再经凸 透镜折射后,仍会聚在它的焦平面上,即在原物屏平面上,形成一 个与原物等大、倒立的实像A′B′。此时物屏到凸透镜之间的距离等 于待测透镜的焦距,即
屏位臵(缩小像)x3 .
表三 二次成像法测凸透镜焦距数据记录表
n 1 2 3
x1 /cm
x2/cm
x3/cm
D=(x1- x0)/ cm
d=(x3- x2)/ cm
fi’/cm
4
5
4. 辅助透镜法测凹透镜焦距
经凸透镜成像位臵x1,经凸凹透镜成像位臵x2,凹透镜位臵x3 .
表四 辅助透镜法测凹透镜焦距数据记录表
普通物理(光学)实验
薄透镜焦距的测定
薄透镜焦距的测定
实验目的 实验原理 数据处理 实验仪器 实验内容 注意事项
思考问题
实验目的
1.掌握光具座的使用与光学元件等高共轴 调节的方法。
2.学会测量透镜焦距的常用方法,掌握简
单光路的分析。 3.熟悉光学实验的基本操作规范。
实验仪器
2 5 4 3
1
图1 薄透镜焦距测定实验仪器组成
f s
图5 用自准直法测凸透镜焦距
3. 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
物像公式法、自准直法都因凸透镜的中心位臵不易确定而在测量中要 引入误差,用二次成像法来测量凸透镜焦距可以避免这一缺点。如图6所 示,物屏和像屏之间的距离大于,且保持不变,如果沿光轴方向移动透镜, 透镜在物屏和像屏之间必定存在两个位臵能观察到清晰的像,透镜在这两 个位臵之间距离的绝对值为,运用物像的共轭对称性质,可以证明
大物实验之薄透镜焦距的测量

实验结果较为准确,但存在一定的误差。
实验数据处理
通过多次测量求平均值,减小了误差对结果的影响。
误差来源分析
读数显微镜精度
读数显微镜的精度对实验结果有较大影响,是主 要误差来源之一。
光杠杆放置位置
光杠杆放置位置不准确会影响到光线折射角度, 从而影响焦距测量结果。
环境因素
环境中的温度、湿度和气流等因素也会对实验结 果造成一定影响。
分析实验过程中可能存在的误差 来源,如测量误差、读数误差等,
并评估其对实验结果的影响。
结果对比
将实验结果与标准值进行对比, 分析实验结果的偏差情况。
结论总结
根据实验结果和分析,总结实验 结论,并提出改进意见和建议,
为后续实验提供参考和借鉴。
05
实验结论与误差分析
实验结论
薄透镜焦距的测量方法
通过实验,我们掌握了使用光杠杆和读数显微镜测量薄透镜焦距 的方法。
光源与屏幕
光源
提供实验所需的光线,通常选用平行 光光源,例如激光器或聚光灯。
屏幕
用于接收透镜折射后的光线,并将其 聚焦成清晰的像。屏幕应具有足够的 尺寸和亮度,以便观察和测量。
米尺
米尺用于测量透镜与屏幕之间的距离 ,确保实验过程中测量数据的准确性 。
米尺应选用精度高、刻度清晰的测量 工具,以便于准确读取数据。
减小误差的方法
1 2
提高测量仪器精度
采用更高精度的测量仪器,可以减小误差。
多次测量求平均值
通过多次测量并求平均值,可以减小随机误差的 影响。
3
规范操作流程
严格按照操作流程进行实验,确保光杠杆放置位 置准确,避免环境因素的干扰。
THANKS
薄透镜焦距的测定

薄透镜焦距的测定【试验目标】1.控制光路调剂的根本办法;2.进修几种测量薄透镜焦距的试验办法.【试验仪器】照明光源(钠光灯).物屏.白屏.光具座.平面镜.待测透镜等.【试验道理】透镜的厚度相对透镜概况的曲率半径可以疏忽时,称为薄透镜.薄透镜的近轴光线成像公式为(1)l s为物距,s′为像距,f ′为像方焦距.其符号划定如下:什物与实像时取正,虚物与虚像时取负;f 为透镜焦距,凸透镜取正,凹面镜取负 .图1凸透镜自准法1.凸透镜焦距的测量道理(1)自准直法光源置于凸透镜核心处,发出的光线经由凸透镜后成为平行光,若在透镜后放一块于主光轴垂直的平面镜,将此光线反射归去,反射光再经由凸透镜后仍会聚于核心上,此关系称为自准道理.假如在凸透镜的焦平面上放一物体,如图1所示,其像也在该焦平面上,是大小相等的倒立实象,此时物屏至凸透镜光心的距离等于焦距.图2什物成实像法(2)用什物成实像求焦距如图2所示,用什物作为光源,其发出的光线经会聚透镜后,在必定前提下成实像,可用白屏接取实像加以不雅察,经由过程测定物距和像距,运用(1)式即可算出焦距.图3共轭法(3)共轭法如图3所示,假如物屏与像屏的距离D保持不变,且D > 4f,在物屏与像屏间移动凸透镜,可两次成像.当凸透镜移至O1处时,屏上得到一个倒立放大实象A1B1,当凸透镜移至O2处时,屏上得到一个倒立缩小实象A2B2,由图2可知,透镜在O1处时:(2)透镜移至O2处时:(3)由此可得:(4)测出D和d,即可求得焦距.2.凹面镜焦距的测量道理运用虚物成实像求焦距:图4如图4所示,先用凸透镜L1使AB成实象A1B1,像A1B1即可视为凹面镜L2的物体(虚物)地点地位,然后将凹面镜L2放于L1和A1B1之间,假如O1A1<∣f2∣,则经由过程L1的光束经L2折射后,仍能形成一实象A2B2.物距s = O2A1,像距s′= O2A2,代入公式(1),可得凹面镜焦距.【试验内容】1.光路调剂因为运用薄透镜成像公式时,须要知足近轴光线前提,是以必须使各光学元件调节到同轴,并使该轴与光具座的导轨平行,“共轴等高”调节分两步完成:(1)目测粗调:把光源.物屏.透镜和像屏依次装好,先将它们挨近,使各元件中间大致等高在一条直线上,并使物屏.透镜.像屏的平面互相平行.(2)细调:运用共轭法调剂,参看图2,固定物屏和像屏的地位,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.若两个像的中间重合,即暗示已经共轴;若不重合,可先在小像中间作一记号,调节透镜的高度使大像的中间与小像的中间重合.如斯反复调节透镜高度,使大像的中间趋势小像中间(大像追小像),直至完整重合.2.凸透镜焦距的测量因为试验中要工资地断定成像的清楚,斟酌到人眼断定成像清楚的误差较大,常采取阁下逼近测读法测定屏或透镜的地位,即从左至右移动屏或透镜,直至在物屏或像屏上看到清楚的像,这就是阁下逼近测读法.(1)自准直法:参看图1,平面镜靠在凸透镜后,固定物屏地位,采取阁下逼近测读法测定透镜地位,即从左至右移动透镜,直至在物屏上看到与物大小雷同的清楚倒像,记载此时透镜的地位;再从右至左移动透镜,直至在物屏上看到与物大小雷同的清楚倒像,记载此时透镜的地位.反复3次.记载透镜的地位,盘算焦距.(2)用什物成实像法:参看图2,将物屏.透镜固定在导轨上,间距大于焦距(可运用自准法数据),运用阁下逼近测读法,从左至右移动像屏找到清楚的图像,再从右至左移动像屏,找到清楚的图像,反复3次.记载此时物屏.透镜.像屏的地位,盘算焦距.(3)共轭法:参看图3,固定物屏和像屏的地位,使D> 4f(可运用自准法数据),采取阁下逼近测读法分离测定凸透镜在像屏上成一大一小两次像的地位,反复3次,盘算焦距.物屏透镜地位1透镜地位2像屏D(cm)L(cm)f(cm)3.凹面镜焦距的测量(虚物成实像法:)参看图4安顿好光源.物屏.凸透镜和像屏,使像屏上形成缩小清楚的像,用阁下逼近测读法测定像屏()的地位,同时固定物屏和凸透镜.在凸透镜和像屏之间放入凹面镜,移动像屏,直至像屏上消失清楚的像,用阁下逼近测读法测定像屏()的地位,并记载凹面镜的地位,反复3次,盘算凹面镜的焦距.留意符号.A'B'地位(cm)A''B''地位(cm)L2地位(cm)s(cm)s′(cm)f(cm)【留意事项】1.在运用仪器时要轻拿.轻放,勿使仪器受到震撼和磨损.2.调剂仪器时,应严厉按各类仪器的运用规矩进行,细心地调节不雅察,沉着地剖析思考,切勿浮躁.3.任何时刻都不克不及用手去接触玻璃仪器的光学面,以免在光学面上留下陈迹,使成像隐约或无法成像.如必须用手拿玻璃仪器部件时,只准拿毛面,如透镜周围,棱镜的上.下底面,平面镜的边沿等.4.当光学概况有污痕或手迹时,对于非镀膜概况可用干净的擦镜纸轻轻擦拭,或用脱脂棉蘸擦镜水擦拭.对于镀膜面上的污痕则必须请专职教师处理.【数据表格】1.会聚透镜焦距的测量(1)物象距法:(2)贝塞尔法(3)自准直法2.发散透镜焦距的测定【数据处理及成果】1、会聚透镜焦距的测量 (1) 物象距法:由 p p p p f '-'='得: 1f '=67.1545.980.2345.980.23=-⨯ (cm )16.1615.909.2115.909.212=-⨯='f (cm )63.1431.960.2531.960.253=-⨯='f (cm)40.1585.880.2085.880.204=-⨯='f (cm)45.1506.989.2106.989.215=-⨯='f (cm)46.15)45.1540.1563.1416.1667.15(51=++++⨯='f (cm))(22.0)46.1545.15()46.1540.15()46.1563.14()46.1516.16()46.1567.15(51)(22222cm f =-+-+-+-+-⨯='μ故 22.046.15)(±='±'='f f f μ (cm )(2) 贝塞尔法由ld l f 422-='得19.1500.63489.1100.63221=⨯-='f (cm )21.1500.68406.2200.68222=⨯-='f (cm )27.1600.73406.2400.73223=⨯-='f (cm )86.1678470.2800.78224=⨯-='f (cm )52.1500.83465.4100.83225=⨯-='f (cm )81.15552.1586.1627.1621.1519.15=++++='f (cm ))(29.0)81.1552.15()81.1586.16()81.1527.16()81.1521.15()81.1519.15(51)(22222cm f =-+-+-+-+-='μ故29.081.15)(±='±'='f f f μ (cm )(3) 自准直法:91.14)98.1493.1491.1489.1485.14(51=++++⨯='f (cm ))(02.0)91.1498.14()91.1493.14()91.1491.14()91.1489.14()91.1485.14(51)(22222cm f =-+-+-+-+-⨯='μ故02.091.14)(±='±'='f f f μ (cm )2、发散透镜焦距的测定由ss s s f -''=' 得: 25.12)17.1170.1185.1243.1211.13(51=++++⨯='f (cm ))(29.0)25.1217.11()25.1270.11()25.1285.12()25.1243.12()25.1211.13(51)(22222cm f =-+-+-+-+-⨯='μ故 29.025.12)(±='±'='f f f μ (cm ) 【评论辩论】1. 剖析本试验的体系误差,对于物距像距法,主如果测量物屏,透镜及像地位时,滑座上的读数准线和被测平面是否重合,假如不重合将带来误差.对于位移法测凸透镜焦距,不消失这一问题.经由过程上述两种办法测透镜焦距相符程度来肯定体系误差对成果的影响.本试验的有时误差主如果人眼不雅察,成像清楚度引起的误差,因为人眼对成像的清楚分辩才能有限,所以不雅察到的像在必定规模内都清楚,加之球差的影响,清楚成像地位会偏离高斯像.2. 本试验的体系误差经前面的剖析和检讨可知,对测量成果影响较小, 而平均值的尺度误差又较小,以得出结论,该试验准确度较高,平均值可以作为一组测量值中接近真值的最佳值.。
薄透镜焦距的测定方法

薄透镜焦距的测定方法
薄透镜焦距的测定方法
薄透镜是一种广泛应用于各种光学仪器中的光学元件,焦距是衡量薄透镜功能的重要参数。
焦距的准确测量将直接影响光学系统的性能。
因此,测量薄透镜焦距的方法显得至关重要。
测量薄透镜焦距的方法很多,其中最常用的是衍射技术。
它主要利用一种叫做Fresnel衍射的物理现象,使用光线在表面的反射和折射,从而测量到薄透镜的焦距。
此外,光束投影技术也可以用来测量薄透镜焦距,它主要利用一种叫做Huygens原理的光学原理,通过把薄透镜投影到一个指定的屏幕上,然后测量出屏幕上焦点处的光线,从而测量出薄透镜的焦距。
此外,还有一种叫做投影像差法的方法可以用来测量薄透镜焦距。
它利用一种叫做像差的相干现象,使用两束光线,其中一束光经过薄透镜,另一束光绕过薄透镜,然后把它们投射到屏幕上,再通过测量屏幕上焦点处的光线,从而测量出薄透镜的焦距。
综上所述,衍射技术、光束投影技术和投影像差法都可以用来测量薄透镜焦距。
由于它们的测量原理不同,在实际应用中应注意选择适合的方法以及相应的测量方法,以确保测量的精度。
薄透镜焦距的测量

(1)共轴调节 只有当各光学元件如光源,发光物,透镜等的主光轴重合时,薄透 镜成像公式在近轴光线的条件下才成立。如果用几个光学元件做实验,
应调节各个元件,使透镜的光轴共线且与光学平台平面平行,光轴垂直 通过非透镜元件的中心,这些步骤统称为共轴调节,方法如下:
a.粗调 在光学平台上使透镜、像屏中心大致都在平行于光学平台平面 的直线上,并使物屏、像屏的平面互相平行,且垂直于光学平台平面.
图35-1牛顿环的示意图及光路图 列越密,这些圆环就叫做牛顿环,如图35-1(c)所示.如在透射方向观 察,恰好相反.中心为亮斑,如图35—1(b),明暗正好与(c)相反.
牛顿环是由光的干涉产生的,有透镜和平板玻璃之间有一层很薄的 空气层,通过透镜的单色光一部分在透镜在空气层的交界面上反射,另 一部分通过空气层在平板玻璃的上表面的反射,这两部分反射光符合相 干条件,将会产生干涉现象.
不规则的圆片.在确定干涉环的半径和确定干涉级数时不易做得准确,
因此,我们希望只测半径(或直径)之差 .
设第个干涉暗环的级数 (为干涉级数的修正值),第个干涉暗环的
级数为,由(35.5)式有
上式表明,任意两环半径平方差只与两个环的序数差有关,而与干涉级
数及环序数无关.实验中只要测出两个干涉暗环的半径和定出它们的序
圆心左边环的位置
环数 环的 位置
圆心右边环的位置
环数 环的 位置
五、 注意事项 1.使用读数显微镜,应避免回程差. 2.钠光灯点燃后,直到测量结束再关断电源,中途如果关灭,应在 十分钟后再开启。 六、思考与问答 1.实验中为什么要测量多组数据和分组处理所测数据? 2.为什么牛顿环离中心越近,条纹越疏?
在图35-1(a)中,设透镜的曲率半径为,离接触点任一距离处的空
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2. 用自准法测量凸透镜的焦距:
在物(屏)与平面镜之间缓慢移动凸透镜直到在屏上生成清
晰.明亮的与物等大的倒立实像。每次左移透镜. 右移透镜;
计录测量数据,求平均值。要求: 不改变物(屏)位置,测
量六次,结果以 f f f 表示。
精选
10
3. 用位移法测量凸透镜的焦距: 要求:在同一D值的条件下测六次,计录测量数据,用公式分 别计算出 f , 将 结果以 f f f 表示。
次成清晰缩小的实像 A2 B 2 。d 为透镜的位移。
L
L
B
A
o1
o2
d
u1 u2
V1
V2
D
用位移法测量凸透镜焦精距选 的光路图
M A 2 A1
B2
B1
6
由上图中几何关系可得:
11 1
1
1
u1 V1 u1 Du1 f
11 1
1
1
u2 V2 u1d Du1d f
11
1
1
u1 Du1 u1d Du1d
u1
1 2
Dd
D2 d2 f
4D
精选
7
(3) 用物距像距法测量凹透镜的焦距:
实物经凹透镜不能在屏上生成实像,可借助凸透镜给凹 透镜生成一个虚物,最后再由凹透镜生成一个实像。
B
L1
L2
M
o 2 A
A
A
o1
B
u
B
V
如图,在没有凹透镜时,物体AB 经凸透镜 L1 后生成缩小倒
立的实像 AB 。当 L 1 和AB 间插入凹透镜 L 2 后, 则AB
精选
1
一. 实验目的:
1. 学会简单光学系统的共轴调节。 2. 掌握几种测量薄透镜焦距的方法。
二. 实验原理:
1. 透镜简介:
a. 薄透镜是指其厚度远远小于两球面曲率半镜 的
透镜。 b. 凸透镜也称为正透镜或会聚透镜 , 对光线起会
聚作用; 焦距越短,会聚本领越大。凸透镜的焦
距为 正 f >0 。用它精观选 察物体,起放大作用。 2
16
c,物距-像距法测凹透镜的焦距
测量次数 物距u(cm) 像距v(cm) f uv uv 凹镜-虚物 像屏-凹镜
1
62.00 75.80 -13.80 105.80 62.00 43.80
-20.15
2
3
4
f (cm)
平均
f f
E
精选
f
17
思考题
• P28 (1)(2).
精选
d(cm)
U2(小)-u1(大)
f D2 d 2 4D
f (cm)
1
90.00 10.00 80.00 60.50 38.90 21.60
18.54
2
3
4
平均
f f
E
精选
f
15
4. 用物距像距法测量凹透镜的焦距:
要求: 凸透镜得到的虚物位置不变,插入凹透镜后,移动像屏得 到清晰放大的实像,测量出像距,记录测量数据。要求测量4
4. 用物距像距法测量凹透镜的焦距:
要求: 固定凸透镜的位置不变, 每次同时改变凹透镜
和像屏的位置,直到得到清晰放大的实像,测量出物距.
像距,计录测量数据。要求测量六次; 分别用公式计算
出 f , 将结果以 f f f 表示。
精选
11
2. 用自准法测量凸透镜的焦距:
在物屏(“1”字屏)与平面镜之间缓慢移动凸透镜直到在 屏上生成清晰、明亮且与物等大的倒像。要求:每次改变物 (屏)位置,测量4次,结果以 f f f表示。
次,每次改变凹注意: a. 作为凹透镜的虚物,凸透镜一定要生成缩小的 实像,读数后不变。
b. 选择凹透镜的物距u 值,在能成像的前提下尽 可能大。
原始数据要求每个表格至少算出两个 f, 签上自
己名字,交老师批改签字,数据处理Δf用平均误差
法计算, 应考虑仪器误差=精0选.05cm
便成为凹透镜 L 2 的虚物; 对 L 2 而言,物 距 uO2A 。
该虚物经凹透镜再成实像 AB精选,像距 VO2A。
8
由透镜成像公式得:
f uV n V
由于: uo, Vo, Vu;
故: f o
三. 实验内容:
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.透镜)的主光轴 重
注:1. 测量时记录的是位置,而不是长度 2. 读数时,统一标准:或从光具座左边或从右
边读 3.尽量把不动的物件如“1”字屏放在导轨的整
数部位,以便容易算出或估计出f
精选
12
a,自准法测凸透镜的焦距
测量次 数
1 2 3 4
透镜位置/cm
28.25
“1”屏位 置
/cm
10.00
焦距f f (cm) /cm
精选
3
2. 透镜成像公式:
在近轴光束的条件下,薄透镜的成像公式为:
1 1 1 f uV
u为物距, V为像距, f为焦距。
它们的正.负规定为:实物.实像时, u,V为正;
虚物.虚像时 u,V为负。凸透镜焦距为正;凹
透镜焦距为负。
3. 透镜焦距测量的方精法选 :
4
(1) 用自准法测量凸透镜的焦距: 由透镜成像公式, 当像距 V 时, u f , 即当物体
c. 凹透镜也称为负透镜或发散透镜,对光线起发 散作用;焦距越短,发散本领越大。凹透镜的焦距 为负,f < 0 。用它观察物体,起缩小作用。 d. 透镜的光轴: 通过透镜光心的直线叫透镜的光轴。 通过透镜光心, 且垂直两球面的直线叫透镜的主光 轴。其它通过透镜光心的直线皆为透镜的附光轴。
附光轴
主光轴
合。具体分两步进行: a. 粗调:将放置在光具座上的各光学元件靠拢在一起,用眼观
察,调节它们的中心在同一高精度选 ,且连线(光轴)平行于导轨。9
b. 细调:移动各光学元件,利用透镜成像规律,大小不同的像生在 不同位置,调节透镜的高底或左右位置,使这些大小不同的像 的中心在屏上的位置重合, 则说明光学系统已经共轴。
上各点发出的光经透镜后,变为不同方向的平行光,物距 即为焦距;也就是说物体正好处于透镜的焦平面上。
L
M
B
A
A
O
B
u=f
用自准法测量凸透精选镜焦距的光路图
5
(2)用位移法测量凸透镜的焦距:
当物体 AB与像屏 M的间距 D4f 时,透镜在 D 区间移
动,可在屏上两次成像,一次成清晰放大的实像 A1 B1 ,另一
18.25
平均
f f
E
精选
f
13
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4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 4次每次变换D, 向大的方向变0.5或1cm
精选
14
b,位移法测凸透镜的焦距
测量次数 D(cm)
像屏- 物屏