凸透镜的焦距通过两种成像方法测量.doc

实验名称 用两次成像法测凸透镜焦距 实验目的 1、掌握位移法测透镜焦距的原理及方法 2、理解透镜的成像特性 实验装置（图2-1） 1：溴钨灯S 2：物屏P （SZ-14） 3：凸透镜L（f ，=190mm） 4：二维调整架（SZ-07） 5：白屏H （SZ-13） 6：二维调节架（SZ-16） 7：二维平移底座（SZ-02） 8-9：通用底座（SZ-01） 图2-1 实验原理 如果物体和屏的相对位置l不变，且间距d大于4f’时，凸透镜置于物屏之间， 移动凸透镜能在屏上得到两个清晰实象，如图2.1则可以证明透镜焦距为： 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L4f,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2-1可以看出： f=uv/(u+v)=[(L-C)/2·(L+C)/2]/L=(L^2-C^2)/4L........................... 实验内容 1、光学系统共轴的调节。 2、改变物屏间距l，测出透镜间距d由再计算得透镜焦距。 3、透镜转过180o，测l，d，计算f’ 实验步骤 按图2-1沿米尺布置各器件并调至共轴 ； 2）紧靠米尺移动L，使被照亮的物体在屏H上成一清晰的放大像，记下 L的位 置a1和P与H间的距离l ； 3）再移动L，直至在像屏上成一清晰的缩小像，记下L的位置a2 ； 4）将P、L、H转180°（不动底座），重复做前3步，又得到L 的两个位置b1、 b2 ； 5)计算： ； ； 待测透镜焦距： 实验记录 物屏P= cm 白屏H= cm L= cm 次数 数据 项目 A1 (cm) A2 (cm) B1 (cm) B2 (cm) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 平均值（cm） 实验数据处理 、由公式可得： = cm = 2)、当透镜转过1800后 = = 、待测透镜焦距： = 误差分析