薄透镜焦距的测量-wf.ppt

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。 透镜成像公式 为物距, 为像距, 为焦距。 在近轴光束的条件下,薄透镜的成像公式为: 它们的正.负规定为:实物.实像时, 为正; 透镜焦距为负。 虚物.虚像时 为负。凸透镜焦距为正；凹 二. 实验原理: 三. 实验内容、原理及步骤: 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度,且连线(光轴)平行于导轨。 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,调节透镜的高低或左右位置,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。 L O A B B A M 由透镜成像公式, 当像距 时, , 即当物体 即为焦距;也就是说物体正好处于透镜的焦平面上。 上各点发出的光经透镜后,变为不同方向的平行光,物距 (1) 用自准法测量凸透镜的焦距—原理: 用自准法测量凸透镜焦距的光路图 u = f (1) 用自准法测量凸透镜的焦距—步骤: 测次 透镜位置/cm 平均/cm 物（屏）位置/cm 焦距f/cm 左逼近 右逼近 1 ? ? ? ? ? 2 ? ? ? ? ? 3 ? ? ? ? ? 4 ? ? ? ? ? 5 ? ? ? ? ? 6 ? ? ? ? ? 平均 -- -- -- -- ? 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 表示。 （2）用位移法测量凸透镜的焦距—原理： 当物体 与像屏 的间距 时，透镜在 区间移 动,可在屏上两次成像，一次成清晰放大的实像 ,另一 次成清晰缩小的实像 。d 为透镜的位移。 用位移法测量凸透镜焦距的光路图 由上图中几何关系可得： 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 表示。 测次 物屏位置/cm 像屏位置/cm D/cm 成放大像时凸透镜位置/cm 成缩小像时凸透镜位置/cm d/cm f =(D*D-d*d)/4D /cm 1 ? ? ? ? ? ? ? 2 ? ? ? ? ? ? ? 3 ? ? ? ? ? ? ? 4 ? ? ? ? ? ? ? 5 ? ? ? ? ? ? ? 6 ? ? ? ? ? ? ? 平均 -- -- -- -- -- -- ? （2）用位移法测量凸透镜的焦距—步骤： (3) 用物距像距法测量凹透镜的焦距—原理: 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。 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 。当 和 间插入凹透镜 后, 则 便成为凹透镜 的虚物； 对 而言，物 距 。 该虚物经凹透镜再成实像 ，像距 。 由透镜成像公式得: 由于: , , ; 故: 注意： a. 作为凹透镜的虚物,凸透镜一定要生成缩小的实像。 b. 选择凹透镜的物距u值，尽可能大一些。 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 表示。 测次 凸透镜成像(虚物)位置/cm 凹透镜位置/cm 虚物经凹透镜成像位置/cm 1 ? ? ? 2 ? ? ? 3