大学物理实验薄透镜焦距的测量.doc

薄透镜焦距的测量参考答案和评分标准预习报告(20分)一. 实验目的a. 学会简单光学系统的共轴调节;b. 掌握几种测量薄透镜焦距的方法.二. 实验仪器光具座及配件、凸透镜、凹透镜、平面反射镜三. 实验原理1. 凸透镜焦距的测量方法(1) 自准法(2) 位移法2. 凹透镜焦距的测量方法物距像距法四. 实验内容和步骤1. 光学系统的共轴调节2. 测凸透镜的焦距3. 测凹透镜的焦距评分要点：1、 要有实验名称、实验目的、实验原理、实验内容和步骤。（5分）2、 实验原理的书写要求用以自己的语言，言简意赅的语言表述清楚。（5分）3、 要绘制好填充测量数据所需要的表格。（5分）4、 报告的书写要整洁规范。（5分）数据采集与实验操作(40分)评分要点：1、不能用手直接摸透镜的表面。（5分）2、是否调节共轴。（5分）3、对实验的原理是否掌握。（10分）4、实验操作的熟练程度。（15分）5、 是否读出合理的数据。（5分）五. 数据记录和数据处理(30分)a自准法测凸透镜的焦距（10分）测次透镜位置/cm屏位置/cm焦距f/cm左右平均128202830282510001825228302840283510001835328302835283251000183254283028352832510001832552835284028375100018375628302840283510001835平均28292837283310001833ff=18.330.05(cm)E=0.27b.位移法测凸透镜焦距（10分）次数D/cmd/cmF=(D-d)(D-d)/4Df(cm)180.0060.50-38.90=21.60 18.54 0.00280.0060.40-39.00=21.40 18.56 0.02380.0060.50-38.90=21.60 18.54 0.00480.0060.50-38.95=21.55 18.55 0.01580.0060.60-38.90=21.70 18.52 0.026 80.0060.50-39.00=21.50 18.55 0.01平均80.0021.56 18.54 0.01ff=18.540.05(cm)E=0.27c. 物距-像距法测凹透镜焦距（10分）次数物距（cm）像距（cm） 焦距（cm）f(cm) 1 -8.93 13.93 -24.88 0.81 2 -8.95 13.95 -24.97 0.72 3 -9.27 14.27 -26.46 0.77 4 -9.20 14.20 -27.26 1.57 5 -9.44 14.44 -26.13 0.44 6 -8.83 13.83 -24.42 1.27平均 -9.10 14.09 -25.69 0.93ff= -261(cm)E=3.6评分要点： 1、每个处理过程10分，焦距的计算5分，误差的处理5分。 2、误差的表示形式要注意，特别要注意有效数字。六思考题 （10分）（1）利用f=(D+d)(D-d)/4D 测量凸透镜焦距有什么优点？ 答 这种方法可以不用测量透镜的位置，从而避免透镜中心位置的不确定而带来物距和相距的误差。（2）为什么在本实验中利用1/u+1/v=1/f 测焦距时，测量u和v都用毫米刻度的米尺就可以满足要求？设透镜由于色差和非近轴光线引起的误差是1。 答 设物距为20cm，毫米刻度尺带来的最大误差为0.5mm，其相对误差为0.25，故没必要用更高精度的仪器。（3）如果测得多组u，v值，然后以u+v为纵轴，以uv为横轴，作出实验的曲线属于什么类型，如何利用曲线求出透镜的焦距f。 答 直线；1/f为直线的斜率。（4）试证：