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薄透镜焦距的测量

一、实验目得:

1、学会简单光学系统得共轴调节。

2、掌握几种测量薄透镜焦距得方法。

二、实验原理:

1、透镜简介:

薄透镜就是指其厚度远远小于两球面曲率半镜得

透镜。

凸透镜也称为正透镜或会聚透镜,对光线起会

聚作用;焦距越短,会聚本领越大。凸透镜得焦

距为正f0。用它观察物体,起放大作用。

c、凹透镜也称为负透镜或发散透镜,对光线起发

散作用;焦距越短,发散本领越大。凹透镜得焦距

为负,f0。用它观察物体,起缩小作用。

d、透镜得光轴:通过透镜光心得直线叫透镜得光轴。

通过透镜光心,且垂直两球面得直线叫透镜得主光

轴。其它通过透镜光心得直线皆为透镜得附光轴。

2、透镜成像公式:

在近轴光束得条件下,薄透镜得成像公式为:

3、透镜焦距测量得方法:

(1)用自准法测量凸透镜得焦距:

用自准法测量凸透镜焦距得光路图

(2)用位移法测量凸透镜得焦距:

用位移法测量凸透镜焦距得光路图

由上图中几何关系可得:

(3)用物距像距法测量凹透镜得焦距:

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。

三、实验内容:

1、光学系统得共轴调节:

调节光学系统共轴,就是减小误差、确保实验成功得重要步骤。

所谓“共轴”,就是指各光学元件(如光源、物、透镜)得主光轴重

合。具体分两步进行:

a、粗调:将放置在光具座上得各光学元件靠拢在一起,用眼观

察,调节它们得中心在同一高度,且连线(光轴)平行于导轨。

细调:移动各光学元件,利用透镜成像规律,大小不同得像生在

不同位置,调节透镜得高底或左右位置,使这些大小不同得像

得中心在屏上得位置重合,则说明光学系统已经共轴。

大家学习辛苦了，还是要坚持

继续保持安静

用自准法测量凸透镜得焦距:

在物屏(“1”字屏)与平面镜之间缓慢移动凸透镜直到在屏上生成清晰、明亮且与物等大得倒像。要求:每次改变物(屏)位置,测量4次,结果以表示。

注:1、测量时记录得就是位置,而不就是长度

2、读数时,统一标准:或从光具座左边或从右边读

3、尽量把不动得物件如“1”字屏放在导轨得整数部位,以便容易算出或估计出f

测量次数

透镜位置/cm

“1”屏位置

/cm

焦距f

/cm

1

28、25

10、00

18、25

2

3

4

平均

a,自准法测凸透镜得焦距

3、用位移法测量凸透镜得焦距:

要求:在不同D值得条件下测4次,记录测量数据,用公式分

别计算出f,将结果以表示。

注:1、测量4次每次变换D,向大得方向变0、5或1cm

测量次数

D(cm)

d(cm)

像屏-物屏

U2(小)-u1(大)

1

2

3

4

平均

b,位移法测凸透镜得焦距

10、00

90、00

80、00

60、50

38、90

21、60

18、54

注意:a、作为凹透镜得虚物,凸透镜一定要生成缩小得实像,读数后不变。

b、选择凹透镜得物距u值,在能成像得前提下尽可能大。

原始数据要求每个表格至少算出两个f,签上自己名字,交老师批改签字,数据处理Δf用平均误差法计算,应考虑仪器误差=0、05cm

4、用物距像距法测量凹透镜得焦距:

要求:凸透镜得到得虚物位置不变,插入凹透镜后,移动像屏得到清晰放大得实像,测量出像距,记录测量数据。要求测量4次,每次改变凹透镜得位置分别用公式计算出f。