薄透镜焦距的测量PPT资料

薄透镜焦距(jiāojù)的测量第一页，共17页。优选薄透镜焦距(jiāojù)的测量第二页，共17页。一.实验(shíyàn)目的:1.学会简单(jiǎndān)光学系统的共轴调节。2.掌握(zhǎngwò)几种测量薄透镜焦距的方法。二.实验原理:1.透镜简介：

薄透镜是指其厚度远远小于两球面曲率半镜的透镜。

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。凸透镜的焦距为正f>0。用它观察物体，起放大作用。第三页，共17页。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。凹透镜的焦距为负，f<0。用它观察物体(wùtǐ)，起缩小作用。d.透镜的光轴:通过透镜光心的直线叫透镜的光轴。通过透镜光心,且垂直(chuízhí)两球面的直线叫透镜的主光轴。其它通过透镜光心的直线皆为透镜的附光轴。主光轴附光轴第四页，共17页。2.透镜(tòujìng)成像公式:

为物距,为像距,为焦距。在近轴光束的条件下,薄透镜(tòujìng)的成像公式为:

它们的正.负规定为:实物.实像时,为正;透镜焦距为负。虚物.虚像时为负。凸透镜焦距为正；凹3.透镜焦距测量(cèliáng)的方法:第五页，共17页。LOABBAM

由透镜成像公式,当像距时,,即当物体即为焦距;也就是说物体正好处于透镜的焦平面上。上各点发出的光经透镜后,变为不同方向的平行光,物距(1)用自准法测量(cèliáng)凸透镜的焦距:用自准法测量(cèliáng)凸透镜焦距的光路图u=f第六页，共17页。（2）用位移(wèiyí)法测量凸透镜的焦距：

当物体与像屏的间距时，透镜在区间移动,可在屏上两次成像，一次成清晰放大的实像,另一次成清晰缩小的实像。d

为透镜的位移。用位移法测量(cèliáng)凸透镜焦距的光路图第七页，共17页。由上图中几何(jǐhé)关系可得：第八页，共17页。所谓(suǒwèi)“共轴”，是指各光学元件（如光源.用位移法测量凸透镜的焦距:计录测量数据，求平均值。透镜生成一个虚物，最后再由凹透镜生成一个实像。用物距像距法测量凹透镜的焦距:在物(屏)与平面镜之间缓慢移动凸透镜直到在屏上生成清用物距像距法测量凹透镜的焦距:要求:固定凸透镜的位置不变,每次同时改变凹透镜其它通过透镜光心的直线皆为透镜的附光轴。实像时,为正;用位移法测量凸透镜的焦距:距为正f>0。测量时记录的是位置(wèizhi)，而不是长度凹透镜也称为负透镜或发散透镜,对光线起发读数时，统一标准：或从光具座左边或从右边读(3)用物距像距法测量(cèliáng)凹透镜的焦距:实物经凹透镜不能在屏上生成实像，可借助(jièzhù)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。

如图,在没有凹透镜时,物体AB

经凸透镜L1后生成缩小倒立的实像。当和间插入凹透镜后,则便成为凹透镜的虚物；对而言，物距。该虚物经凹透镜再成实像，像距。第九页，共17页。由透镜成像公式得:由于:,,;故:三.实验(shíyàn)内容:1.光学系统的共轴调节(tiáojié):调节光学系统共轴,是减小误差.确保实验成功的重要步骤。

所谓(suǒwèi)“共轴”，是指各光学元件（如光源.物.透镜)的主光轴重

合。具体分两步进行：a.

粗调:将放置在光具座上的各光学元件靠拢在一起,用眼观

察,调节它们的中心在同一高度,且连线(光轴)平行于导轨。第十页，共17页。细调:移动各光学元件,利用透镜成像规律,大小不同(bùtónɡ)的像生在不同(bùtónɡ)位置,调节透镜的高底或左右位置,使这些大小不同(bùtónɡ)的像的中心在屏上的位置重合,则说明光学系统已经共轴。

2.用自准法测量凸透镜的焦距:

在物(屏)与平面镜之间缓慢移动凸透镜直到在屏上生成清

晰.明亮的与物等大的倒立实像。每次左移透镜.右移透镜;

计录测量数据，求平均值。要求:不改变物(屏)位置，测量六次，结果以表示。第十一页，共17页。3.用位移法测量凸透镜的焦距:

要求:在同一D值的条件下测六次,计录测量数据，用公式分

别计算出f,将结果以表示。4.用物距像距法测量凹透镜的焦距:

要求:固定凸透镜的位置不变,每次同时改变凹透镜和像屏的位置,直到得到清晰放大的实像,测量出物距.

像距,计录测量数据。要求测量六次;分别用公式计算出f,将结果以表示。第十二页，共17页。

用自准法测量凸透镜的焦距: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(míngliàng)且与物等大的倒像。要求:每次改变物(屏)位置，测量4次，结果以表示。注：1.测量时记录的是位置(wèizhi)，而不是长度2.读数时，统一标准：或从光具座左边或从右边读3.尽量把不动的物件如“1”字屏放在导轨的整数部位，以便容易算出或估计出f

第十三页，共17页。测量次数透镜位置/cm“1”屏位置

/cm焦距f

/cm128.2510.0018.25234平均a，自准法测凸透镜的焦距(jiāojù)第十四页，共17页。

3.用位移法测量凸透镜的焦距:要求:在不同D值的条件下测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(biànhuàn)D,向大的方向变0.5或1cm

第十五页，共17页。测量次数D(cm)d(cm)像屏-物屏U2(小）-u1（大）1234平均b，位移(wèiyí)法测凸透镜的焦距10.0090.0080.0060.5038.9021.6018.54第十六页，共17页。注意：a.作为凹透镜的虚物,凸透镜一定要生成缩小的实像,读数后不变。b.选择凹透镜的物距u值，在能成像的前提下尽可能大。原始数据要求每个表格(biǎogé)