薄透镜焦距的测量gongzr

1、薄透镜焦距的测量大学物理实验（一）大学物理实验（一）一、实验原理 在在近轴光束近轴光束的条件下的条件下, ,薄透镜的成像公式为薄透镜的成像公式为: : 为物距为物距, , 为像距为像距, , 为焦距。为焦距。 vuf111uvf1LABA B凸透镜凸透镜 为正为正, ,实物、实像时实物、实像时, , 为正为正vu ,1LABA B凸透镜凸透镜 为正，实物、虚像时为正，实物、虚像时, , 为正，为正， 为负为负uv凹透镜凹透镜 为负，实物、虚像时为负，实物、虚像时, , 为正，为正， 为负为负fffuv1LABA BA B ABfOLM（1 1）自准法测凸透镜焦距）自准法测凸透镜焦距（2 2）位

2、移法测凸透镜焦距）位移法测凸透镜焦距1u1v2u2vDd1o2oLLAB1A1B2A2BMDdDf422(3)(3)物距物距像距法测凹透镜焦距像距法测凹透镜焦距1L2LABA B 1o2o(3)(3)物距物距像距法测凹透镜焦距像距法测凹透镜焦距1L2LABA B uv1o2o注：u是负值vuuvfA B 三三. .数据记录数据记录记录原始数据：物、镜、像的位置。记录原始数据：物、镜、像的位置。 123456平 均平 均值值物位置物位置/mm 透镜位置透镜位置/mm 焦距焦距/mm 1. 自准法测量凸透镜焦距自准法测量凸透镜焦距123456平均值平均值物位置物位置/mm 屏位置屏位置/mm 物像

3、间距物像间距D/mm 镜位置镜位置1/mm 镜位置镜位置2/mm 镜位移镜位移d/mm 焦距焦距/mm 2. 位移法测量凸透镜焦距位移法测量凸透镜焦距123456平均值平均值L1位置位置/mm 虚物位置虚物位置/mm L2位置位置/mm 实像位置实像位置/mm 物距物距u/mm 像距像距v/mm 焦距焦距/mm 3. 物距像距法测凹透镜焦距物距像距法测凹透镜焦距 实验内容与步骤实验内容与步骤: 1.光学系统的共轴调节光学系统的共轴调节: : 调节光学系统共轴调节光学系统共轴,是减小误差是减小误差.确保实验成功的重要步骤。确保实验成功的重要步骤。 所谓所谓“共轴共轴”，是指各光学元件（如光源，是

4、指各光学元件（如光源.物物.透镜透镜)的主光轴重的主光轴重 合。分两步进行：合。分两步进行： a. 粗调粗调:将放置在光具座上的将放置在光具座上的各光学元件靠拢在一起各光学元件靠拢在一起, ,用眼观用眼观 察察, ,调节它们的中心在同一高度调节它们的中心在同一高度, ,且连线且连线( (光轴光轴) )平行于导轨。平行于导轨。 b. 细调细调:移动移动各光学元件各光学元件, ,利用透镜成像规律利用透镜成像规律, ,大小不同的像大小不同的像 生在不同生在不同位置位置, ,调节透镜的高底或左右位置调节透镜的高底或左右位置, ,使这些大小不同使这些大小不同 的像的中心在屏上的位置重合的像的中心在屏上的

5、位置重合, ,则说明光学系统已经共轴。则说明光学系统已经共轴。 2. 用用自准法自准法测量凸透镜的焦距测量凸透镜的焦距: 在物在物(屏屏)与平面镜之间缓慢移动凸透镜直到在屏上生成清与平面镜之间缓慢移动凸透镜直到在屏上生成清 晰、明亮且与物等大的实像。晰、明亮且与物等大的实像。要求要求: :每次改变物每次改变物( (屏屏) )位置，位置，测量六次，测量六次，结果以结果以 表示。表示。3. 用用位移法位移法测量凸透镜的焦距测量凸透镜的焦距: : 要求要求: :在不同在不同D值的条件下值的条件下测六次测六次,记录测量数据，用公式分记录测量数据，用公式分 别计算出别计算出 f , 将将 结果以结果以

6、表示。表示。fff fff 注：测量时记录的是位置，而不是距离注：测量时记录的是位置，而不是距离 注意：注意： a. 作为凹透镜的虚物作为凹透镜的虚物,凸凸透镜一定要生成缩小的实像。透镜一定要生成缩小的实像。 b. 选择选择凹透镜的物距凹透镜的物距 值，在能成像的前提下尽可能大。值，在能成像的前提下尽可能大。ufff 4. 用用物距像距法物距像距法测量凹透镜的焦距测量凹透镜的焦距: : 要求要求: : 固定凸透镜的位置不变固定凸透镜的位置不变, , 每次改变凹透镜的位每次改变凹透镜的位置（即改变物距）置（即改变物距）, ,移动像屏得到清晰放大的实像移动像屏得到清晰放大的实像, ,测量出测量出像距像距, ,记录测量数据。要求测量六次记录测量数据。要求测量六次; ; 分别用公式计算出分别用公式计算出 f , , 将结果以将结果以 表示。表示。测凹透镜的焦距时测凹透镜的焦距时,凸透镜要生成缩小（凸透镜要生成缩小（而不是放大）的实像作为凹透镜的虚物而不是放大）的实像作为凹透镜的虚物，这样误差较小，为什么？，这样误差较小，