透镜焦距的测定实验报告.docVIP

电子科技大学

实验报告

学生姓名：学号：指导教师：

实验地点：科技实验大楼104室实验时间：

一、实验室名称：透镜焦距的测定

二、实验项目名称：透镜焦距的测定

三、实验学时：3学时

四、实验原理：

1．测凸透镜的焦距

（1）自准直法

如图1所示，用屏上“1”字矢孔屏作为发光物。在凸透镜的另一边放置一平面反射镜，光线通过凸透镜后经平面反射镜返回孔屏上。移动透镜位置可以改变物距的大小，当物距正好是透镜的焦距时，物上任意一点发出的光线经透镜折射后成为平行光，经平面镜反射后，再经透镜折射回到矢孔屏上。这时在矢孔屏上看到一个与原物大小相等的倒立实像。这时物屏到凸透镜光心的距离即为此凸透镜的焦距。

（2）物距像距法

如图2所示，用屏上“1”字矢孔作为发光物，经过凸透镜折射后成像在另一侧的观察屏上。在实验中测得物距u和像距v，则凸透镜的焦距为

用自准直法和物距像距法测凸透镜焦距时，都必须考虑如何确定光心的位置。光线从各个方向通过凸透镜中的一点而不改变方向，这点就是该凸透镜的光心。凸透镜的光心一般与它的几何中心不重合，因而光心的位置不易确定，所以上述两种方法用来测定凸透镜焦距是不够准确的，误差约为1.0%~5.0%。

图1自准直法测焦距图2物距像距法测焦距

（3）位移法

如图3所示，若取光矢孔物屏与观察屏之间的距离，且实验过程中保持不变时，移动透镜L，当它距离物为u时，观察屏上得到一个放大的清晰的像；当它距离物为时，观察屏上得到一个缩小的清晰的像。根据几何关系和光的可逆性原理，得

代入式（3-20-2）得

图3位移法测焦距

从上式可知，只要测得物屏与观察屏之间的距离D和两次成像透镜之间的距离d，即可求出凸透镜的焦距。这种方法把焦距的测量归结于对可以精确测定的量D和d的测量，避免了确定凸透镜光心位置不准带来的困难。

五、实验目的：

测凸薄透镜焦距。

六、实验内容：

1．共轴调节。

2．用自准直法测凸透镜的焦距。

3．用物距像距法测凸透镜的焦距。

4．用位移法测凸透镜的焦距。

七、实验器材（设备、元器件）：

光具座，光源，透镜架，1字矢孔屏，观察屏，凸透镜，凹透镜；

八、实验步骤：

1．共轴调节

参照图3布置光路，放置物屏和像屏，使其间距，移动透镜并对它进行高低、左右调节，使两次所成的像的顶部（或底部）之中心重合，需反复进行数次调节，方能达到要求。

2．自准直法测焦距

如图1布置光路，调透镜的位置，高低左右等，使其对物成与物同样大小的实像于物的下方，记下物屏和透镜的位置坐标和。

图4

3．物距——像距法测焦距

如图2布置光路，固定物和透镜的位置，使它们之间的距离约为焦距的2倍,移动像屏使成像清晰,调透镜的高度，使物和像的中点等高,左右调节透镜和物屏，使物与像中点连线与光具座的轴线平行,用左右逼近法确定成理想像时，读

指导教师签字：