测定凹透镜焦距的基本依据是透镜成像公式 .doc

测定凹透镜焦距的基本依据是透镜成像公式。由于凹透镜只能成虚像，如何确定虚像的位置，则是本实验的关键。这里我们将采用视差法和凸透镜补偿法确定凹透镜所成虚像的位置。

选自：《高中物理学生实验》

利用透镜成像公式测凸透镜焦距时，还可以用图象法求得透镜焦距，具体实验方法如下：

在文中实验的基础上，逐次缩小或增大光屏和“1”字屏之间的距离，测出每次的u、v值，并将uv值和（u＋v）值记入表3中。

表3

u(毫米)

v(毫米)

u+v(毫米)

uv(毫米2)

以u、v为纵坐标，（u＋v）为横坐标作出uv—（u＋v）图线，该曲线的斜率即为凸透镜的焦距。也可以1／u为纵坐标。1／v横坐标，作出1／u－1／v图线，该图线在坐标轴上的截距即为1／f。其含义为：当u（或v）等于焦距f时，1／v（或1／u)为零,即v（u）趋于无穷大。

选自：《高中物理学生实验》

视差法测定凹透镜的焦距

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【目的和要求】

学会利用透镜成像公式测定凹透镜焦距的方法，进一步掌握确定虚像位置的方法。

【仪器和器材】

光具座（J2507型），学生电源（J1202型或J1202－1型），平面镜。

【实验方法】

1．将光源S，金属插杆A、凹透镜L依次安在光具座支架上，调整其位置使它们同轴等高，即使透镜主光轴与光具座导轨平行，光源与透镜中心在同一直线上，插杆A在凹透镜中所成的虚像大致在中央，如图5．5－1。

2．给光源通电，使其将插杆照亮，插杆A经凹透镜L成虚像于AL之间某处，该像可以通过凹透镜看到。

3．将自制的插杆B（如图5．5－2）放在AL之间，并使它的EF边与插杆A在凹透镜中的虚像位于与导轨轴线平行的同一竖直平面内。

4．移动插杆B，使其EF边与插杆A的虚像重合，观察者稍稍移动自己的眼睛位置，若插杆A的虚像与插杆B的EF边没有视差，则二者完全重合，如图5．5－3所示。这时插杆B到透镜L的距离即为插杆A的虚像的像距。具体调节办法是：保持眼睛与EF边、插杆A的像在同一水平直线上，当眼睛向右稍许偏移，如EF边朝像的左边偏移，说明EF边在插杆A的像和眼睛之间，这时应将插杆B（EF边）远离眼睛移动；如果EF边朝像的右边偏移，说明EF边在插杆A的像的外边，这时应将插杆B（EF边）向眼睛移动；如果无论眼睛怎样偏移，EF边与插杆A的像都在同一竖直线上，则表明二者重合，调节成功。

5．测出插杆A到凹透镜的距离u，插杆B到凹透镜的距离v。对于凹透镜成像，焦距f与像距v均为负值，由透镜成像公式可得

式中v为像距的绝对值。将实验所得数据填入下表中。

实验次数

物距u(厘米)

像距v绝对值(厘米)

焦距f绝对值(厘米)

6．改变插杆A的位置，重复以上步骤，求出凹透镜焦距的平均值。

选自：《高中物理学生实验》

凸透镜补偿法测定凹透镜的焦距

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【目的和要求】

学会利用透镜成像公式测定凹透镜焦距的方法，进一步掌握确定应像位置的方法。

【仪器和器材】

光具座（J2507型），学生电源（J1202型或J1202－1型），平面镜。

【实验方法】

1．在图5．5－4中，将光源S“1”字屏（位于图中C处）、凸透镜L1（f1＝50毫米）、光屏依次排在光具座上，调整它们的位置，使它们同轴等高。“1”字屏与凸透镜L1之间的距离大于f1

2．使光源照亮“1”字屏，移动光屏，使屏上得到清晰的“1”字像，记下这时光屏的位置B。

3．在光屏M与凸透镜L1之间加上待测焦距的凹透镜L2，使L1与光具座上的其他器件同轴等高。移动光屏，使屏上再次出现清晰的“1”字像。记下这时光屏的位置A。

4．对于L2，A是凹透镜L2对虚物体B所成的实像。由光路可逆原理，在A处放一物体时。L2对它所成的虚像即在B处。测出B和A到L2的距离u和v，由透镜公式可得：

f＝uv／u－v

代入数据即可求出凹透镜的焦距。

5．改变“1”字屏到L1的距离，重复以上步骤，求出各次所得焦距的平均值。

选自：《高中物理学生实验》

平面镜补偿法测定凹透镜的焦距

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【目的和要求】

学会利用透镜成像公式测定凹透镜焦距的方法，进一步掌握确定应像位置的方法。

【仪器和器材】

光具座（J2507型），学生电源（J1202型或J1202－1型），平面镜。

【实验方法】

1．将光源、“1”字屏、凸透镜L1置于光具座上，使“1”字屏所处位置A与L1的距离大于L1的焦距f。用光屏确定L1对“1”字屏所成实像的位置B。

2．保持“1”字屏及L1位置不动，在L1和光屏之间装上待测焦距的凹透镜L2和平面镜M，并使L2与L1等高同轴，如图5．5－5。

3．在光具座上移动L2，使由平面镜M上反射的光线经L2、