大学物理实验薄透镜焦距的测定
实验一 薄透镜焦距的测定
实验一 薄透镜焦距的测定【实验目的】1. 进一步理解透镜成像的规律；2. 掌握测量薄透镜焦距的几种方法；3. 学会光具座上各元件的共轴调节方法。
【实验仪器】光具座、凸透镜、凹透镜、平面镜、像屏、物屏、光源。
【实验原理】1、薄透镜焦距的测定透镜的厚度相对透镜表面的曲率半径可以忽略时，称为薄透镜。
薄透镜的近轴光线成像公式为：fs s 111'=+ （3—1—1）式中s 为物距，s ＇为像距，f 为焦距。
其符号规定如下：实物时s 取正，虚物s 取负；实像时s ＇取正，虚像时s ＇取负；f 为透镜焦距，凸透镜取正，凹透镜取负 。
（1） 位移法测定凸透镜焦距 （贝塞尔法又称共轭成像法）如图1所示，如果物屏与像屏的距离A 保持不变，且A > 4f ，在物屏与像屏间移动凸透镜，可以两次看到物的实像，一次成倒立放大实像，一次成倒立缩小实像，两次成像透镜移动的距离为L 。
据光线可逆性原理可得：s 1= s 2′，s 2= s 1′，则2s '21L A s -==，2'12L A s s +==， 将此结果代入式（3—1—1）可得：AL A f 422-= （3—1—2）只要测出A 和L 的值，就可算出f 。
（2） 自准直法测凸透镜焦距光路图如图2所示。
当物体AB 处在凸透镜的焦距平面时，物AB 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 ′B ′（此时物到透镜的距离即为焦距）。
所以自准直法的特点是：物、像在同物像像屏屏图2 自准直法测凸透镜焦距一焦平面上。
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。
（3） 物距—像距法测凹透镜焦距（利用虚物成实像求焦距） 如图3所示，先用凸透镜L 1使AB 成实象A 1B 1，像A 1 B 1便可视为凹透镜L 2的物体（虚物）所在位置，然后将凹透镜L 2放于L 1和A 1B 1之间，如果O 2A 1<∣f 2∣，则通过L 1的光束经L 2折射后，仍能形成一实象A 2B 2。
大学物理实验教案-测定薄透镜的焦距
大学物理实验教案-测定薄透镜的焦距大学物理实验教案实验项目测定薄透镜的焦距教学目的1、掌握简单光路的分析和光学系统的共轴、等高调节方法；2、掌握测量薄透镜焦距的几种方法及其原理；3、加深对透镜成像规律的认识。
实验原理1. 薄透镜成像公式通过透镜中心并且垂直于镜面的直线称做透镜的主光轴。
近光轴光线通过薄透镜成像规律可表示为111u v f+=(1)其中u—物距（实物为正，虚物为负）v—像距（实像为正，虚像为负）f—焦距（凸透镜为正，凹透镜为负）u、v、f均从透镜的光心算起。
由(23-1)式可知，只要能测出u和v，则f 便可求出。
2. 凸透镜焦距的测量方法（1）平面镜法（自准法）如图1所示，当物体位于凸透镜的焦平面时，物点所发出的光通过凸透镜后将成为一束平行光。
如果用平面镜把这束平行光反射回去（反射光也是一束平行光），使反射光再次通过凸透镜，则这束平行反射光将会聚成像于透镜的焦平面上。
因此，通过调整凸透镜与物体之间的距离使得在物屏上能看到物体的清晰的像，那么物体与透镜的距离就是透镜的焦距。
此时分别读出物体与透镜在光具座上的位置x1和x2，则透镜焦距为21f x x=-。
图1 平面镜法（2）物距像距法如图2所示，当物体置于凸透镜焦距以外，物体发出的光线经透镜折射后成像在透镜的另一侧，调节像屏（或透镜）位置，使得在像屏上得到清晰的物体的像，此时分别读出物屏，透镜及像屏在光具座上的对应位置x1、x2和x3。
则物距21u x x=-，像距32v x x=-。
再利用(1)式便可求出透镜焦距。
图2 物距像距法（3）共轭法(两次成像法)如图3所示，物屏和像屏间的距离L ＞4f ，保持L 不变，移动透镜，当它在O 1处时，像屏上出现一个放大的清晰的像(此时物距为u 1，像距为v 1)，当它移到O 2处时，像屏上出现一个缩小的清晰的像，对应两次成像时透镜间的距离为l ，按透镜成像公式(1)式可知：在O 1处有11111u L u f +=- (2)在O 2处有 11111u lL u l f +=+-- (3)由(2)式、(3)式消去f 得 12L l u -=(4)将(4)式代入(3)式得 224L l f L -=(5)其中，L 、l 均可测，故f 可求得。
测量薄透镜焦距实验报告
测量薄透镜焦距实验报告测量薄透镜焦距实验报告引言：薄透镜是光学实验中常见的一个元件，它具有很多重要的应用，如成像、放大等。
测量薄透镜的焦距是我们研究透镜特性的基础，本实验旨在通过实际操作，测量薄透镜的焦距，并探究影响测量结果的因素。
一、实验原理薄透镜的焦距是指光线经过透镜后会聚或发散的位置。
根据薄透镜的成像公式，可以得到焦距与物距、像距之间的关系。
在实验中，我们将通过测量透镜的物距和像距来计算焦距。
二、实验器材1. 薄透镜2. 光源3. 物体4. 屏幕5. 尺子6. 实验台三、实验步骤1. 将实验台放置在平稳的桌面上，确保实验台水平。
2. 将光源放置在实验台的一侧，并调整光源位置，使光线射向透镜。
3. 在透镜的另一侧放置物体，并移动物体的位置，直到在屏幕上观察到清晰的像。
4. 使用尺子测量透镜与物体的距离，即为物距。
5. 使用尺子测量透镜与屏幕的距离，即为像距。
6. 重复上述步骤多次，记录每次的物距和像距。
四、实验数据处理1. 将实验中测得的物距和像距数据整理成表格。
2. 根据薄透镜成像公式，计算每次实验得到的焦距。
3. 对焦距数据进行统计分析，计算平均值和标准偏差。
五、实验结果与讨论通过实验数据处理，得到了多次测量的焦距数据。
根据数据计算，得到了平均焦距为XX，标准偏差为XX。
可以看出，实验结果的标准偏差较小，说明实验测量结果较为准确。
然而，在实验过程中可能会存在一些误差来源。
首先，光线的折射现象会产生一定的误差。
其次，透镜的制作和形状可能存在一定的偏差，也会对实验结果产生影响。
此外，实验者的操作技巧和观察能力也会对实验结果产生影响。
为了减小误差，可以采取以下措施。
首先，保持实验台的水平稳定，避免实验台晃动对实验结果产生干扰。
其次，使用光源和屏幕时，要确保光线的直线传播，避免光线的散射和干扰。
此外，可以多次重复实验，取平均值，以减小个别误差的影响。
六、实验结论通过本实验，我们成功测量了薄透镜的焦距，并得到了平均焦距为XX。
南昌大学薄透镜焦距的测量实验报告
二次成像的条件是箭物与屏的距离D必须大于4倍凸透镜的焦距。用这种方法测量焦距，避免了测量物距、像距时估计光心位置不准所带来的误差，在理论上比较准确。
3.测凹透镜焦距的实验成像条件是什么？两种测量方法的要领是什么？?
??一是要光线近轴，这可通过在透镜前加一光阑档去边缘光线和调节共轴等高来实现；二是由于凹透镜为虚焦点，要测其焦距，必须借助凸透镜作为辅助透镜来实现。?
（1）自准直法
如图1所示，用屏上“1”字矢孔屏作为发光物。在凸透镜的另一边放置一平面反射镜，光线通过凸透镜后经平面反射镜返回孔屏上。移动透镜位置可以改变物距的大小，当物距正好是透镜的焦距时，物上任意一点发出的光线经透镜折射后成为平行光，经平面镜反射后，再经透镜折射回到矢孔屏上。这时在矢孔屏上看到一个与原物大小相等的倒立实像。这时物屏到凸透镜光心的距离即为此凸透镜的焦距。
图1自准直法测焦距图2物距像距法测焦距
（3）共轭法测量凸透镜焦距
如果物屏与像屏的距离b保持不变,且b>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像,当凸透镜移至O2处时,屏上得到一个倒立缩小实像,由共轭关系结合焦距的高斯公式得:
实验中测得a和b,就可测出焦距f.光路如上图所示:
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толькодля людей, которые используются для обучения, исследований и не должны использоваться в коммерческих целях.
测薄透镜焦距实验报告
测薄透镜焦距实验报告
实验目的：
通过测量薄透镜的物距和像距，计算出其焦距，验证薄透镜公式。
实验器材：
薄透镜、光学台、目镜、卡尺、灯泡、电极丝、透镜架、毛玻璃纸等。
实验步骤：
1.将透镜架放在光学台上，调整透镜架的高度，使透镜的中心与光轴重合。
2.调整灯泡和电极丝的距离，使射出来的光线尽可能平行，并将光线通过透镜。
在透镜另一端放置一张毛玻璃纸。
3.将目镜放到透镜的一侧，在透镜的近焦点处调节目镜，找到清晰的像点，记录下物距和像距的值。
4.再将目镜放到透镜的另一侧，在透镜的远焦点处重复步骤3。
5.通过测量得到的物距和像距，计算出透镜的焦距。
实验结果：
物距p（cm）像距q（cm）
30.1 20.3
50.0 33.1
80.3 53.0
通过计算得到透镜的焦距f的值为14.8cm，14.7cm和14.9cm，取平均值得到透镜的焦距f=14.8cm。
实验结论：
通过实验测量得到的焦距值与理论值十分接近，验证了薄透镜
公式的正确性。
实验中还发现，当物距和像距相等时，透镜的焦
距就是它们的值。
实验反思：
实验中需要在光线测量和数据处理上花费较多耐心和时间，尤
其是射出的光线不够平行时，需要反复调节才能测量到准确值。
此外，在后续的数据处理中，在计算透镜的焦距时，需要对多次
测量的值取平均值，避免因为个别数据的偏差影响结论的正确性。
大学物理实验薄透镜焦距的测定
光学实验 薄透镜焦距的测定一、［实验目的］1．明确光学实验室规则，训练相应的实验规范行为； 2．认识光学实验平台，学会调节光学系统使之共轴； 2．掌握薄透镜焦距的3种常用测定方法。
二、［实验仪器］ 1．光学平台2．凸透镜（f70 ） ；凸透镜（f190）（待测物） 凹透镜（f-100）（待测物） 3．光源、物屏、像屏、平面镜 三、［实验原理］本实验中仅考虑透镜厚度比球面曲率半径小得多的透镜，此时，透镜的两个主平面与透镜中心面可看作是重合的。
因此，物距u 、像距v 、焦距f 可视为是物、像、焦点与透镜中心的距离。
1．由自准直法测凸透镜焦距2．用物距像距法测透镜焦距设薄透镜的焦距f ，物距为u ，对应的像距为v ,则透镜成像的公式：fv u 111=+ 即 vu uvf +='-------------------（1） 通过物距、像距的测定，求薄透镜的焦距。
3．用两次成像法测凸透镜焦距在下图中，取物、屏之距L > 4f ，且在实验过程中保持不变。
置凸透镜于物、屏之间，移动透镜的座驾观察二次成像的图案，则凸透镜有两个位置Ⅰ与Ⅱ （二者相距为 d ）可使物成像于屏上，其中一个是放大、倒立的实像，另一个是缩小、倒立的实像。
Ld L f 422-='-------------------------（2）分别测量L 和d ，代入上式即可求得凸透镜焦距。
4．测定凹透镜的焦距薄凹透镜是一种发散透镜。
实物经过凹透镜的折射无法形成实像，因此测量焦距的方法一般要加一块凸透镜。
先将实物发出的光经凸透镜折射后形成会聚光束，然后利用会聚光束来测定凹透镜的焦距。
光路图如下图。
先用一块凸透镜（本实验选f70）把光源形成一个汇聚点（实像可以在接受屏上找到成像位置），然后加上待测的凹透镜，则会聚光束经凹透镜发散，形成一个新汇聚点（仍然是实像）。
测出两个汇聚点（实像）到凹透镜中心的距离，就可以知道物距u （负号）和像距v 。
实验1 薄透镜焦距的测定
实验1 薄透镜焦距的测定注意: 白光源不能长时间发光, 请同学们在记录数据的时候关闭白光源。
第一部分用实物成实像法测薄凸透镜焦距【实验目的】1.掌握简单光路的分析和调整方法。
2.掌握实物成实像测凸透镜焦距的原理及方法。
【实验仪器】WSZ-1A 18-10 光学平台1.带有毛玻璃的白炽灯光源S2.品字形物屏P: SZ-143.凸透镜L: f=190mm(f=150mm)4.二维调整架: SZ-075.白屏H: SZ-136.通用底座: SZ-047、二维底座: SZ-028、通用底座: SZ-049、通用底座: SZ-04【实验原理】对凸透镜而言, 用实物作为光源, 其发出的光线经会聚透镜后, 在一定条件下成实像, 可用白屏接取实像加以观察, 通过测定物距和像距, 再利用空气中的薄透镜的高斯公式即可计算出焦距。
【实验内容与步骤】1.把全部光学器件按实验器件图的顺序摆放在光学平台上, 靠拢后目测调至共轴2.调节透镜L的位置, 调节白屏H使品字形物屏P在H上成一清晰的放大像, 记下品字形物屏P的位置a、透镜L的位置b及白屏H的位置c。
3、移动透镜L的位置, 再调节白屏H的位置使其上再次得到P的清晰像, 记录a、b、c 的位置, 再重复一次。
4.比较实验值和真实值的差异并分析其原因。
【数据处理】Δ='+'=__________f__cmff第二部分用位移法测薄凸透镜焦距f【实验目的】1.掌握简单光路的分析和调整方法。
2.掌握位移法测凸透镜焦距的原理及方法。
【实验仪器】WSZ-1A 18-10 光学平台1.带有毛玻璃的白炽灯光源S2.品字形物屏P: SZ-143.凸透镜L: f=190mm(f=150mm)4.二维调整架: SZ-075.白屏H: SZ-136.通用底座: SZ-047、二维底座: SZ-028、通用底座: SZ-04【实验原理】对凸透镜而言, 当物和像屏间的距离大于4倍焦距时, 在它们之间移动透镜, 则在屏上会出现两次清晰的像, 一个为放大的像, 一个为缩小的像。
薄透镜焦距的测量实验报告
薄透镜焦距的测量实验报告实验目的，通过实验测量薄透镜的焦距，掌握测量薄透镜焦距的方法和技巧。
实验仪器，凸透镜、光具架、物镜、白纸、尺子、平行光源。
实验原理，薄透镜的焦距是指平行光线经过透镜后汇聚或者看似汇聚的位置。
对于凸透镜来说，焦距为正，对于凹透镜来说，焦距为负。
焦距的计算公式为1/f = 1/v + 1/u，其中f为焦距，v为像距，u为物距。
实验步骤：1. 将凸透镜固定在光具架上，调整光具架使得凸透镜与平行光源垂直放置。
2. 在凸透镜的一侧放置一张白纸，调整白纸的位置使得凸透镜的像清晰可见。
3. 测量凸透镜与白纸的距离，即像距v。
4. 移动白纸，使得凸透镜与白纸的距离变化，再次测量像距v。
5. 测量物距u。
实验数据记录与处理：实验一：像距v1 = 20cm，像距v2 = 18cm，取平均值v = (20+18)/2 = 19cm。
物距u = 25cm。
代入公式1/f = 1/v + 1/u，得到焦距f = 47.5cm。
实验二：像距v1 = 15cm，像距v2 = 14cm，取平均值v = (15+14)/2 = 14.5cm。
物距u = 20cm。
代入公式1/f = 1/v + 1/u，得到焦距f = 40cm。
实验结果分析：通过两次实验测量得到的焦距分别为47.5cm和40cm，两次实验结果相差不大，说明实验数据比较准确。
实验中可能存在的误差主要来自于测量距离的精度以及光线的折射等因素。
实验结论：通过本次实验，我们掌握了测量薄透镜焦距的方法和技巧，同时也加深了对薄透镜焦距的理解。
在实际应用中，我们可以通过测量薄透镜的焦距来确定透镜的性质，为光学系统的设计和调试提供重要参考。
总结：本实验通过测量薄透镜的焦距，加深了对光学原理的理解，同时也提高了实验操作的技能。
在今后的学习和科研中，我们将更加熟练地运用光学知识，为科学研究和工程技术的发展贡献自己的力量。
薄透镜焦距的测定物理实验报告
南昌大学物理实验陈述之杨若古兰创作课程名称：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：先生姓名：学号：实验地点：基础实验大楼坐位号： 01实验时间：第7周礼拜3下战书 4点开始一、实验目的：1．把握光路调整的基本方法；2．进修几种测量薄透镜焦距的实验方法；3. 观察薄凸透镜、凹面镜的成像规律.二、实验道理：(一)凸透镜焦距的测定如图所示，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，挪动透镜（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，构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，即因为这个方法是利用调节实验安装本人使之发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.在近轴光线的条件下，薄透镜成像的高斯公式为当将薄透镜置于空气中时，则焦距为：式中为像方焦距，为物方焦距，为像距，为物距.式中的各线距均从透镜中间（光心）量起，与光线行进方向分歧为正，反之为负，如图所示.若在实验平分别测出物距和像距，即可用式求出该透镜的焦距.但应留意: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.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坚持不变，沿光轴方向挪动透镜，则必能在像屏上观察到二次成像.设物距为时，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，根据透镜成像公式，可推得：物像公式法、自准法都因透镜的中间地位不容易确定而在测量中引进误差.而共轭法只需在光具座上确定物屏、像屏和透镜二次成像时其滑块挪动的距离，就可较精确地求出焦距.这类方法无需考虑透镜本人的厚度，测量误差可达到.操纵方法：粗测凹面镜焦距，方法自拟.取D大于.调节箭矢中点与透镜共轴，而且应使透镜光轴尽量与光具座导轨平行.来去挪动透镜并细心观察，成像清晰时读数.反复多次取平均值.（二）凹面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后构成一大小适中的实像，然后在和之间放入待测凹面镜，就能使虚物发生一实像.分别测出到和之间距离、，根据式即可求出的像方焦距.三、实验仪器：光具座、凸透镜、凹面镜、光源、物屏、平面反射镜、水平尺和滤光片等四、实验内容和步调：1. 光学零碎的共轴调节共轴调节是光学测量的先决条件，也是减少误差、确保实验成功的次要步调.所谓“共轴”，是指各光学元件（如光源、物、透镜等）的主光轴重合.因为在光具光具座上进行，所以须使光轴平七、思考题：1．利用f=(D*D-d*d)/4D测量凸透镜焦距有什么好处？答：涉及测量量少，减少误差.2.试证实，共轭法中，物与屏间的距离.由公式得D(D-4f)=，又因为D>0,所以.八、附上原始数据：。
实验 薄透镜焦距的测定
好处在凹透镜上沿。移动带痕玻片并仔细观察凹透镜内虚像的
顶端和凹透镜外玻片刻痕间的相对位置有无变化。当相对位置 不变,即无视差时,记录下此时玻片刻痕的位置。重复测量三次,
将数据填于表3-8-4中, 求出f。
2) 自准法 先对光学系统进行共轴调节,然后把凸透镜放在稍大于 两倍焦距处。移动凹透镜和平面反射镜 , 当物屏上出现与 原物大小相同的实像时 ,记下凹透镜的位置读数。然后去掉
图 3 - 8 - 5 自准法测凹透镜焦距光路图
四、实验内容
1. 光学系统的共轴调节 薄透镜成像公式仅在近轴光线的条件下才成立。对于几个 光学元件构成的光学系统进行共轴调节是光学测量的先决条件, 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。本实验要求光轴与光具座的导轨平行, 调节分两 步进行: (1) 粗调。将安装在光具座上的所有光学元件沿导轨靠拢 在一起, 仔细观察, 使各元件的中心等高, 且与导轨垂直。
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 3 - 8 - 1 自准法测薄透镜焦距光路图
2) 物距像距法(u>f) 物体发出的光线经凸透镜会聚后, 将在另一侧成一实像, 只
要在光具座上分别测出物体、透镜及像的位置, 就可得到物距
和像距。将物距和像距代入式(3 - 8 - 1)中, 得
实验
薄透镜焦距的测定
一、 实验目的 (1) 了解薄透镜的成像规律。 (2) 掌握光学系统的共轴调节。
(3) 测定薄透镜的焦距。
二、 实验仪器
光具座、薄透镜、光源、像屏、观察屏和平面反射镜等。
三、 实验原理
1. 薄透镜成像公式 当透镜的厚度远比其焦距小得多时 , 这种透镜称为薄透镜。 在近轴光线的条件下,薄透镜成像的规律可表示为
薄透镜物理实验报告
薄透镜物理实验报告薄透镜物理实验报告引言：薄透镜是光学实验中常见的一种光学元件，它具有广泛的应用，如成像、放大、减小等。
本实验旨在通过实际操作，观察薄透镜的光学特性，并验证薄透镜公式。
实验一：焦距的测量1. 实验目的通过测量薄透镜的焦距，验证薄透镜公式。
2. 实验器材薄透镜、物体（如白色小球）、光源、屏幕、尺子、直尺。
3. 实验步骤（1）将薄透镜放置在透镜架上，调整透镜的位置，使其与光源和屏幕处于同一直线上。
（2）将物体放置在薄透镜的一侧，调整物体的位置，使其与薄透镜的光轴垂直。
（3）移动屏幕，找到物体成像的位置，测量物体到透镜和屏幕之间的距离。
（4）重复以上步骤，分别测量不同物体位置下的成像距离。
（5）根据薄透镜公式1/f = 1/v - 1/u，计算薄透镜的焦距。
实验二：物体放大率的测量1. 实验目的通过测量薄透镜的物体放大率，验证薄透镜公式。
2. 实验器材薄透镜、物体（如小字报纸）、光源、屏幕、尺子、直尺。
3. 实验步骤（1）将薄透镜放置在透镜架上，调整透镜的位置，使其与光源和屏幕处于同一直线上。
（2）将物体放置在薄透镜的一侧，调整物体的位置，使其与薄透镜的光轴垂直。
（3）移动屏幕，找到物体成像的位置，测量物体和成像之间的距离。
（4）测量物体的实际高度。
（5）根据薄透镜公式M = v/u，计算薄透镜的物体放大率。
实验三：透镜组的成像1. 实验目的通过观察透镜组的成像情况，了解透镜组的光学特性。
2. 实验器材透镜组（如凸凹透镜组）、光源、屏幕。
3. 实验步骤（1）将透镜组放置在透镜架上，调整透镜组的位置，使其与光源和屏幕处于同一直线上。
（2）调整透镜组的距离和位置，观察成像情况。
（3）移动屏幕，找到物体成像的位置，测量物体到屏幕的距离。
（4）根据成像距离和物体距离，计算透镜组的焦距。
结论：通过本实验，我们验证了薄透镜公式，并观察了透镜组的成像情况。
实验结果表明，薄透镜的焦距与物体和成像的距离有关，而物体放大率则取决于物体和成像的位置关系。
大物实验之薄透镜焦距的测量
A
BF f
P
B' F
P A'
(3)自准法
如图所示，在透镜L的一侧放置
被光源照亮的物屏AB，在另一侧放 置一块平面镜M。移动透镜的位置
A
L
M
即可改变物距的大小。当物距等于
透镜的焦距时，物屏AB上任一点发
物
出的光，经透镜折射后成为平行光；
再经平面镜反射，反射光经透镜折 射后重新会聚。由透镜成像公式可
像
凹透镜位置读
次数
数
d1/cm
位置读数 d2/cm
虚物物距 像距/cm S2=d1-S0 S2’=d1-d2
/cm
1
2
3
4
5
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
f
B
知，会聚光线必在透镜的焦平面上
图1
成一个与原物大小相等的倒立的实
像。此时，只需测出透镜到物屏的
距离，便可得到透镜的焦距。该方
法的测量主要是透镜与物屏之间距
离的测量，其结果可以有三位有效
数字。
(4)二次成像法(共轭法)
若保持物屏与像屏之间的距离D不 变且D>4f,沿光轴方向移动透镜，可 以在像屏上观察到二次成像：一次成 放大的倒立实像，一次成缩小的倒立 实像。如图2所示。在这种情况下， 透镜的两个位置对于物与像屏连线中 点来说是对称的。物距为P1时，得到 放大的像；物距为P2时，得到缩小的 像，在二次成像时透镜移动的距离为 L。则
测量薄透镜焦距的方法
测量薄透镜焦距的方法薄透镜是光学实验中常用的器件，它具有很多重要的应用，如成像、照相、望远镜、显微镜等。
薄透镜的焦距是一个重要的参数，它决定了透镜的成像能力和成像位置。
因此，准确地测量薄透镜的焦距对于光学实验和应用具有重要意义。
下面将介绍几种测量薄透镜焦距的方法。
一、通过物距法测量薄透镜焦距。
物距法是一种常用的测量薄透镜焦距的方法。
具体步骤如下：1. 将一物体放置在薄透镜的一侧，并测量物体到透镜的距离，即物距u。
2. 调节物体位置，使得在透镜的另一侧得到清晰的像，测量像到透镜的距离，即像距v。
3. 根据薄透镜的公式1/f=1/v+1/u，可以计算出薄透镜的焦距f。
二、通过放大率法测量薄透镜焦距。
放大率法是另一种测量薄透镜焦距的方法。
具体步骤如下：1. 将一物体放置在薄透镜的一侧，并测量物体到透镜的距离，即物距u。
2. 调节物体位置，使得在透镜的另一侧得到清晰的像，测量像的高度，即像高h。
3. 根据放大率公式m=-v/u=h'/h，可以计算出薄透镜的焦距f。
三、通过远处物体成像法测量薄透镜焦距。
远处物体成像法是一种简便的测量薄透镜焦距的方法。
具体步骤如下：1. 将一远处物体放置在薄透镜的一侧，调节透镜位置，使得在透镜的另一侧得到清晰的像。
2. 测量像到透镜的距离，即像距v。
3. 根据薄透镜的公式1/f=1/v，可以计算出薄透镜的焦距f。
以上所述的三种方法都是常用的测量薄透镜焦距的方法，每种方法都有其适用的场合，可以根据实际情况选择合适的方法进行测量。
在实际操作中，需要注意测量的精度和准确性，避免因操作不当而导致误差的产生。
总之，薄透镜的焦距是一个重要的光学参数，准确地测量薄透镜的焦距对于光学实验和应用具有重要意义。
通过物距法、放大率法和远处物体成像法等方法，可以准确地测量薄透镜的焦距，为光学实验和应用提供准确的数据支持。
实验一 薄透镜焦距的测定实验报告
实验一 薄透镜焦距的测定实验目的1.学会调节光学系统使之共轴,并了解视差原理的实际应用;2.掌握薄透镜焦距的常用测定方法;实验仪器和用具光具座,会聚透镜,物屏,白屏,光源实验原理 详细见P39-41. 实验内容一 成像透镜法测透镜焦距 1 测量数据表1 物距、像距测量数据 单位：cm2 像方焦距标准不确定度的分析f ′的A 类标准不确定度为: )5=n (cm 15.0=)1-n (n )f ′-f ′(=)f ′(U ∑2iAB 类不确定度:cm 03.03cm05.03Δ=)f ′(U B ＝＝仪;f ′的总标准不确定度为: cm 15.0=)f ′(U +)f ′(U =)f ′(U 2B 2A C 故测得的透镜的像方焦距为:cm )15.0±94.14(=f ′. 二 透镜两次成像法测焦距 1 测量数据表2 物屏距离L 、透镜移动距离d 的测量数据 单位：cm2 像方焦距的标准不确定度的分析 f ′的A 类标准不确定度为: )5(02.0)1-()-()(∑2==''='n cm n n f f f U iAB 类不确定度:cm 03.03cm05.03Δ=)f ′(U B ＝＝仪(测量均匀分布取3=C );f ′的总标准不确定度为: cm 04.0=)f ′(U +)f ′(U =)f ′(U 2B 2AC 故,测得透镜的像方焦距为:cm )04.0±04.15(=f ′.实验结论误差主要来源于:一,光线并非严格的满足傍轴条件;二,存在视差,成最清晰像的位置很难测准;三,透镜、光屏支架的底座和平行轨道之间的接合不够光滑,接合处较松动，位置读数误差较大.采用多次测量求平均值可以减少误差,由测量的不确定度可以确定测量的误差在允许的范围之内.。
实验2 薄透镜焦距的测定
实验2 薄透镜焦距的测定引言透镜是光学一起种最基本的元件，反应透镜的主要参量是焦距，它决定了透镜成像的位置和性质（大小、虚实、倒立）。
对于薄透镜焦距测的准确度，主要取决于透镜光心点（像点）定位的准确度。
本实验在具座上采用几种不同方法分别测定凸、凹2种薄透镜的焦距，以便了解透镜成像规律，掌握光路调节技术，比较各种测量方法的优缺点，为今后使用光学仪器打下良好的基础。
一实验目的1.学会测量透镜焦距的几种方法。
2.掌握简单光路的分析和光学元件等高等共轴调节的方法。
3.进一步熟悉数据记录和处理方法。
4.熟悉光学实验的操作规则。
二实验原理1.凸透镜焦距的测定（1）粗略估算法：以太阳光或较远的灯光为光源，用凸透镜将其发出的光线聚成一光点，此时，s→∞，s’≈f’，即该点可以认为是焦点，而光点到透镜中心的距离，即为图透镜的焦距，此法测量的误差约在10%左右。
由于这种方法误差较大，大都用在实验前作粗略的估计，如挑选透镜等。
图2.1 薄透镜成像（2）利用物距像距法球焦距：当透镜的厚度远比其焦距小的多时，这种透镜称为薄透镜。
在近轴光线的条件下，薄透镜成像规律克表示为：f′s′+ fs=1 (2.1)当将薄透镜置于空气中时为：f’=-f=s′s(2.2)s−s′（2.2）式中，f’为像方焦距；f为物方焦距。
式中的各线距均从透镜中心量起，与光线进行方向一致为正，反之为负，如图2.1所示。
若在实验中分别测出物距s和像距f’。
但应注意：测得量须添加符号，求得量则根据求得量则根据求得结果中的符号判断其物理意义。
（3）自准直法：如图2.2所示，在待测透镜L的一侧放置被光源照明的1字形物屏AB，在另一侧放平面反射镜M，移动透镜，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，将变为平行光线，然后被平面反射回来。
再经过透镜折射后，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’。
大学物理实验薄透镜焦距的测量实验报告
大学物理实验薄透镜焦距的测量实验报告一、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、掌握测量薄透镜焦距的基本实验技能和数据处理方法。
二、实验原理1、薄透镜成像公式当物距为 u，像距为 v，焦距为 f 时，满足薄透镜成像公式：＼（＼frac{1}｛u} ＋＼frac{1}｛v} ＝＼frac{1}｛f}＼）2、自准直法当物与透镜之间的距离恰为透镜的焦距时，物上一点发出的光线通过透镜后，成为平行光。
若在透镜后面垂直于光轴放置一个平面反射镜，平行光经反射镜反射后再次通过透镜，仍会聚于物平面上，此时物与像重合。
3、物距像距法当物距 u 和像距 v 都能直接测量时，通过薄透镜成像公式可计算出焦距 f。
4、共轭法移动透镜，在物与屏的距离保持不变的条件下，分别使物与屏上得到清晰的像，根据成像公式可推导出焦距的计算公式。
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、自准直法测量凸透镜焦距（1）将凸透镜固定在光具座的一端，在另一端放置一个平面反射镜，并使其与光具座垂直。
（2）将物屏放在凸透镜的一侧，调整物屏的位置，使其上的十字叉丝清晰地成像在平面反射镜上。
（3）移动物屏，当叉丝经透镜和平面镜反射回的像与物屏上的叉丝重合时，此时物屏到透镜的距离即为凸透镜的焦距 f₁。
（4）重复测量三次，计算平均值和误差。
2、物距像距法测量凸透镜焦距（1）将凸透镜放在光具座上，在其一侧放置物屏，另一侧放置像屏。
（2）移动物屏和像屏，使在像屏上得到清晰的像。
记录物距 u₁和像距 v₁。
（3）改变物屏的位置，再次测量物距 u₂和像距 v₂。
（4）根据薄透镜成像公式，分别计算两次测量的焦距 f₂和 f₃，然后取平均值。
3、共轭法测量凸透镜焦距（1）将物屏和像屏固定在光具座两端，使它们之间的距离大于 4 倍凸透镜的焦距。
（2）将凸透镜放在光具座中间，移动凸透镜，在像屏上得到清晰的缩小实像，记录此时凸透镜的位置 x₁。
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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 -= l
d l f 42
2-=
,,
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),
,2x
2
,
,2
,22x x x +=
1
2 3 4 5
2. 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
1
2 3
4
5
大像时
透镜位置
左趋近,
1x
右趋近,
,1x
2
,
,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。