用二次成像法测凸透镜焦距实验报告

实验报告
实验题目：用二次成像法测凸透镜焦距
系别：物理与电子科学系
专业：物
理
学
班级：2010 级物理学班
姓名：张 凤 兴
学号：2 0 1 0 0 5 1 0 3 5
老师：冉 老 师
时间：2012 年 4 月 18 日
目录
一 实验名称………………………………………………………………………………..3 二 实验目的………………………………………………………………………………..3 三 实验器材………………………………………………………………………………..3 四 实验原理………………………………………………………………………………..3 五 实验步骤………………………………………………………………………………..4 六 实验数据记录与处理……………………………………………………………..5 七 误差分析………………………………………………………………………………..6 八 参考文献………………………………………………………………………………..7
一 实验名称：用贝塞耳法（两次成像法）测薄凸透镜焦距； 二 实验目的： 1 掌握光具座的使用方法，学会调节光学系统，使之共轴； 2 掌握用贝塞耳法（两次成像法）测薄凸透镜焦距的方法； 3 掌握简单光路的分析和光学元件等高共轴调节的方法；
三 实验器材: 1：白光源 S 2：物屏 P (SZ-14) （SZ-02） 3：凸透镜 L ( f =190 mm) （SZ-01） 4：二维架(SZ-07)或透镜架(SZ-08) （SZ-04） 四 实验原理:
合)，所以这种方法测焦距 f ，既简便，准确度又较高。
五 实验步骤：
（1）按图沿米尺布置各器件并调至共轴，再使物与白屏距离 l 4 f ； （2）紧靠米尺移动镜，使被照亮的物形在屏 H 上成一清晰的放大像， 记下 此时的位置 和 P 与 H 间的距离 L； （3）再移动镜，直至在像屏上成一清晰的缩小像，记下此时的位置 ； （4）将 P、L、H 转 180°（不动底座），重复做前 3 步，又得到镜成 像的两个位置 b1、b2 ；
⑶由于实验时操作的不当影响实验效果的准确度，也会导致部分误 差。 ⑷在误差允许的范围内，此实验正确。
八 参考文献： 姚启均.光学教程.—4 版.—北京：高等教育出版社.华东师大光学教材 改编组改编
L C u v 2u
u LC 2
v L u L L C L C
2
2
LC LC
f uv 2
2 L2 C 2
uv
L
4L
(2-1)
式(2-1)称为透镜成像的贝塞尔公式。可知，只要测出了 L 和 C 的
值，就可求得 f。此方法避免了测量物距和像距时由于估计透镜光心
的位置不准所带来的误差(因透镜的光心不一定与它的对称中心重
5：白屏 H （SZ-13） 6：二维平移底座
7：三维平移底座
8－9：通用底座
图 2-1 如图 2-1，取物体与像屏之间的距离 L 大于 4 倍凸透镜焦距 f，即 L>4f,并保持 L 不变。沿光轴方向移动透镜，则在像屏上必能两次成像。 当透镜在位置 I 时屏上将出现一个放大清晰的像（设此物距为 u，像 距为 v）；当透镜在位置 II 时，屏上又将出现一个缩小清晰的像（设 此物距为 u′，像距为 v′），设透镜在两次成像时位置之间的距离为 C，根据透镜成像公式，可得 u= v′，u′=v 又从图可以看出：
（5) 计算： da a2 a1
db b2 b1
fa
l 2 da2 4l
fb
l 2 db2 4l
f fa fb
待测透镜焦距：
2
（2-2） （2-3） （2-4） （2-5）
（2-6）
六 实验数据记录及处理：
1、按表格中所列各项利用高斯公式计算出透镜的焦距。求出 f 及 f
￣后计算标准误差写成 f=f±△f 形式；
2、分析实验结果，讨论误差形成原因；
3、实验数据记录表 1-1，也可自拟表格。
表 1-1 自准法 单位：cm
P=
H=
L=H-P=
百度文库
平均值： =
==
=
=-=
=-=
== = ==
==
则 待测透镜焦距为：
七 误差分析： ⑴由于实验所测量的数据较小，测量和计算式会出现误差。 ⑵由于实验仪器的精确度的关系以及镜片的清晰程度，读数十会导致 误差。