平行光管法测量透镜焦距研究性报告

【目录】

【目录】1

【摘要】2

基础物理实验研究性报告

【关键词】2

【Summary】2

【Key words】2

一、Array【实

验目

的】

3

二、

【实验原理】3

1.测量凸透镜的焦距4

2.测量凹透镜的焦距4

三、【实验仪器】5

四、【实验步骤】5

1.等高共轴调节5

2.测量凸透镜的焦距6

3.测量凹透镜的焦距6

五、【数据记录与处理】6

1.测量L1凸透镜的焦距6

2.测量L2凸透镜的焦距8

3.测量凹透镜的焦距9

六、【原始数据图片】11

七、【误差分析】11

八、【实验经验】12

1.调节等高共轴:12

2.测量凸透镜焦距:13

3.测量凹透镜焦距:13

九、【实验仪器与方法的改进建议】13

1.实验仪器的改进建议13

2.实验方法的改进建议13

十、【感想与总结】15

【参考文献】16

【摘要】

透镜是光学仪器中最重要、最基本的元件，由玻璃材料（如玻璃、塑料、水晶等）制作而成，光线通过透镜反射后可以成像。常用的透镜主要有凸透镜与凹透镜两大类。焦距是反映透镜特性的一个重要参数，因而准确测量透镜的焦距则显得尤为重要。实验室测量透镜焦距的方由法有自准直法、物距像

距法、共轭法、平心光管法等。本文详细介绍了利用平行光管法测量两种透镜的焦距的实验原理、实验仪器、实验步骤，对实验数据进行了记录与处理，并对误差进行了分析和对一些问题进行了讨论。

【关键词】

薄透镜焦距、平行光管、等高共轴调节

【Summary】

The lens is the most basic optical instruments which is made of transparent material. The lens is divided into convex lens and concave lens, two categories. Mastering the laws of lens imaging is an important basis for the understanding of the principles of optical instruments and proper using of optical instruments. The focal length is an important parameter reflecting the characteristics of the lens. This experiment uses the parallel ray method to measure the focal length of the convex lens and the concave lens. We summarize the data、calculate the uncertainty and also do the quantitative analysis of the sources deviation. Also given the experience and methods to adjust the optical path, and put forward suggestions to improvement of the existing experimental apparatus and the experiment method.

【Key words】

parallel ray tube focal length of the lens improve

一、【实验目的】

1、掌握简单光路的调整方法——等高共轴调节；

2、学习消除系统误差或减小随机误差的方法；

3、学习用平行光管法测量凸透镜和凹透镜焦距。

二、【实验原理】

单球面是仅次于平面的简单光学系统，也是组成现在大多数光学系统的基本组元。通常按反射面是内表面还是外表面或者对光起会聚作用还是发散作用，将球面镜分为凹面镜和凸面镜两类。研究光通过它的折射和反射，并了解其焦距测量的简单方法，是研究一般光学系统成像的基础。

薄透镜是指透镜的中心厚度d 远小于其焦距f（d << f ）的透镜。近轴光线是指通过透镜中心部分并与主光轴夹角很小的那一部分光线。为了满足近轴光线条件，常在透镜前（或后）加一带孔的屏障，即光阑，以挡住边缘光线；同时选用小物体，并作等高共轴调节，把它的中点调到透镜的主光轴上，使入射到透镜的光线与主光轴的夹角很小。在近轴光线条件下，薄透镜的成像规律可用下式表示，即

其中，u为物距，实物为正，虚物为负；v为像距，实像为正，虚像为负；f为焦距，凸透镜为正，凹透镜为负。对于薄

透镜，均从光心开始算起。

平行光管是一种能发射平行光束的精密光学仪器，是装校调整光学仪器的重要工具，也是光学量度仪器中的重要组成部分。它有一个质量优良的准直物镜，其焦距是经过精确测定的。本实验所用的是F550平行光管，其物镜焦距约为550mm （准确数值由厂家提供）。起光学系统主要结构如图0.1所示。

1—光源；2—毛玻璃；3—分划板；4—物镜

图0-1 平行光管光学结构图

测量透镜焦距时，平行光管以白炽灯作为光源1，由于灯丝发出的光不是均匀的面光源，因此需要通过毛玻璃2将其转换成面光源照射到分划板上。分划板3置于物镜4的焦平面上，因此，从物镜射出的光为平行光。配用不同的分划板，连同测微目镜头，或显微镜系统，则可以测定透镜组的焦距，鉴别率，及其他成像质量。将附配的调整式平面反光镜固定于被检运动直的工件上，用附配于光管的高斯自准目镜头，通过光管上的高斯目镜观察，可以进行运动工件的直线性检验。

1.测量凸透镜的焦距

本实验利用物像之间的比例关系测量透镜的焦距。实验光路图如图1.1所示。将待测透镜置于平行光管物镜前，再将平行光管内的分划板3换成刻有五组刻线对的玻罗分划板（见图1.2），玻罗分划板每对刻线的间距分别是20、10、4、2、1