实验一 薄透镜焦距的测定

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实验一 薄透镜焦距的测定

实验一  薄透镜焦距的测定

实验一 薄透镜焦距的测定【实验目的】1. 进一步理解透镜成像的规律;2. 掌握测量薄透镜焦距的几种方法;3. 学会光具座上各元件的共轴调节方法。

【实验仪器】光具座、凸透镜、凹透镜、平面镜、像屏、物屏、光源。

【实验原理】1、薄透镜焦距的测定透镜的厚度相对透镜表面的曲率半径可以忽略时,称为薄透镜。

薄透镜的近轴光线成像公式为:fs s 111'=+ (3—1—1)式中s 为物距,s '为像距,f 为焦距。

其符号规定如下:实物时s 取正,虚物s 取负;实像时s '取正,虚像时s '取负;f 为透镜焦距,凸透镜取正,凹透镜取负 。

(1) 位移法测定凸透镜焦距 (贝塞尔法又称共轭成像法)如图1所示,如果物屏与像屏的距离A 保持不变,且A > 4f ,在物屏与像屏间移动凸透镜,可以两次看到物的实像,一次成倒立放大实像,一次成倒立缩小实像,两次成像透镜移动的距离为L 。

据光线可逆性原理可得:s 1= s 2′,s 2= s 1′,则2s '21L A s -==,2'12L A s s +==, 将此结果代入式(3—1—1)可得:AL A f 422-= (3—1—2)只要测出A 和L 的值,就可算出f 。

(2) 自准直法测凸透镜焦距光路图如图2所示。

当物体AB 处在凸透镜的焦距平面时,物AB 上各点发出的光束,经透镜后成为不同方向的平行光束。

若用一与主光轴垂直的平面镜将平行光反射回去,则反射光再经透镜后仍会聚焦于透镜的焦平面上,此关系就称为自准直原理。

所成像是一个与原物等大的倒立实像A ′B ′(此时物到透镜的距离即为焦距)。

所以自准直法的特点是:物、像在同物像像屏屏图2 自准直法测凸透镜焦距一焦平面上。

自准直法除了用于测量透镜焦距外,还是光学仪器调节中常用的重要方法。

(3) 物距—像距法测凹透镜焦距(利用虚物成实像求焦距) 如图3所示,先用凸透镜L 1使AB 成实象A 1B 1,像A 1 B 1便可视为凹透镜L 2的物体(虚物)所在位置,然后将凹透镜L 2放于L 1和A 1B 1之间,如果O 2A 1<∣f 2∣,则通过L 1的光束经L 2折射后,仍能形成一实象A 2B 2。

薄透镜焦距的测量实验原理

薄透镜焦距的测量实验原理

薄透镜焦距的测量实验原理引言:薄透镜是光学实验中常用的元件之一,它具有将光线聚焦或发散的作用。

测量薄透镜的焦距是实验室中常见的实验之一,通过测量薄透镜的物距和像距,可以准确地计算出薄透镜的焦距。

本文将介绍薄透镜焦距的测量实验原理以及具体的操作步骤。

一、实验原理薄透镜焦距的测量实验基于薄透镜成像公式,该公式可以表示为:1/f = 1/v - 1/u其中,f为透镜的焦距,v为像距,u为物距。

实验中,我们通过测量透镜的物距和像距,然后代入公式,求解焦距。

二、实验装置及材料1. 凸透镜:选择一个焦距已知的凸透镜。

2. 光源:可以使用点光源或平行光源。

3. 物体:可以使用一个尺子或标尺作为物体。

4. 屏幕:用于接收透镜成像后的光线。

三、实验步骤1. 准备工作:a. 将光源放置在透镜的一侧,确保光线能够通过透镜。

b. 将屏幕放置在透镜的另一侧,并与透镜保持一定的距离。

2. 实验操作:a. 将物体放置在透镜的一侧,并与透镜保持一定的距离。

b. 调整透镜的位置,使得光线通过透镜后能够在屏幕上形成清晰的像。

c. 测量物距u和像距v,并记录下来。

3. 数据处理:a. 将测得的物距u和像距v代入薄透镜成像公式。

b. 根据公式计算出透镜的焦距f。

四、注意事项1. 测量物距和像距时,应尽量保证测量的准确性,可以使用尺子或标尺进行测量,并尽量测量多组数据取平均值。

2. 在调整透镜位置时,应观察屏幕上的像是否清晰,如有需要可以适当调整透镜的位置,直至获得清晰的像。

3. 实验过程中要注意安全,避免光线直接照射眼睛。

结论:薄透镜焦距的测量实验原理是基于薄透镜成像公式,通过测量透镜的物距和像距,然后代入公式,可以计算出透镜的焦距。

实验中需要准备透镜、光源、物体和屏幕等实验装置及材料,按照一定的步骤进行操作。

在实验过程中,需要注意测量准确性和安全性。

通过这个实验,我们可以更加深入地了解薄透镜的性质和特点,同时也可以巩固和应用薄透镜成像公式的知识。

薄透镜焦距的测定物理实验报告

薄透镜焦距的测定物理实验报告

薄透镜焦距的测定物理实验报告一、实验目的1、加深对薄透镜成像原理的理解。

2、学习几种测量薄透镜焦距的方法。

3、掌握光学实验中的基本测量技术和数据处理方法。

二、实验原理1、薄透镜成像公式当光线通过薄透镜时,遵循薄透镜成像公式:$\frac{1}{u} +\frac{1}{v} =\frac{1}{f}$,其中$u$ 为物距,$v$ 为像距,$f$ 为焦距。

2、自准直法当物屏上的物点发出的光线经透镜折射后,变成平行光,若在透镜后面垂直于光轴放置一个平面反射镜,此平行光将沿原路返回,再次通过透镜后仍成像于物屏上的物点处。

此时,物屏与透镜之间的距离即为透镜的焦距。

3、物距像距法当物距和像距分别为$u$ 和$v$ 时,通过测量物距和像距,代入薄透镜成像公式可求得焦距$f$ 。

4、共轭法移动透镜,在物屏和像屏之间分别得到放大和缩小的清晰像。

根据光路可逆原理,两次成像时物距和像距互换,利用公式$\frac{u + v}{4}$可计算出焦距。

三、实验仪器光具座、凸透镜、凹透镜、物屏、像屏、平面反射镜、光源等。

四、实验内容与步骤1、自准直法测凸透镜焦距(1)将凸透镜固定在光具座的一端,在凸透镜的另一侧放置物屏,使物屏上的十字叉丝清晰可见。

(2)在凸透镜后面垂直于光轴放置平面反射镜。

(3)沿光具座移动物屏,直到在物屏上再次看到清晰的十字叉丝与原物大小相等、方向相反。

(4)记录此时物屏与凸透镜的位置,两者之间的距离即为凸透镜的焦距。

(5)重复测量三次,计算焦距的平均值。

2、物距像距法测凸透镜焦距(1)将凸透镜固定在光具座的中间位置。

(2)在凸透镜的一侧放置物屏,另一侧放置像屏。

(3)移动物屏和像屏,直到在像屏上得到清晰的像。

(4)记录物屏和像屏的位置,分别得到物距$u$ 和像距$v$ 。

(5)代入薄透镜成像公式计算焦距,并重复测量三次,计算平均值。

3、共轭法测凸透镜焦距(1)将物屏固定在光具座的一端,凸透镜放在光具座中间附近。

实验一 薄透镜焦距的测定实验讲义

实验一  薄透镜焦距的测定实验讲义

实验五薄透镜焦距的测定一、目的1.学会调节光学系统共轴,并了解视差原理的实际应用。

二、仪器和用具光具座、会聚透镜、发散透镜、物屏、白屏、平面反射镜、尖头棒、指针、光源.三、原理透镜会分为发散透镜和会聚透镜两类,当透镜厚度与焦距相比甚小时,这种透镜称为薄透镜,如图1-1所示,设薄透镜的像方焦距为f’,物距为p,对应的像距为p’,在近轴光线的条件下,薄透镜成像的高斯公式为:1/p’-1/p=1/f’ (1-1)故f’=pp’/p-p’ (1-2)应用上式时必须注意各物理量所适用的符号法则.一般文献和标准规定:距离自参考点(薄透镜光心)量起,与光线行进方向一致时为正,反之为负。

运算时已知量须添加符号,未知量则根据求得结果中的符号判断其物理意义。

1.测量会聚透镜的方法(1)用实物成像求焦距用实物作光源,其发出的光线经会聚透镜后在一定条件下成像,可以用白屏接取实像加以观察,通过测定物距和像距,利用(1-2)即可算出f’。

(2)由透镜两次成像测求焦距当物体与白屏的距离L大于4f’时,保持其相对位置不变,则会聚透镜置于物体与白屏之间,可以找到两个位置,在白屏上都能看到清晰的像。

如图1-2所示,透镜两位置之间的距离的绝对值为d,运用物像的共轭对称性质,容易证明f’=L^2-d^2/4L (1-3)上式表明,只要测出d和L就可以算出f’。

由于通过透镜两次成像而求的f’的,这种方法称为二次成像法或贝塞尔法,这种方法中不需要考虑透镜本身的厚度,因此用这种方法测出的焦距一般较为准确。

(3)由自准直确定如图1-3所示,当尖头棒P放在透镜L的物方焦面上时,由P发出的光经过透镜后成为平行光,如果在透镜后放一与透镜光轴垂直的平面反射镜M,则平行光经M反射后仍为平行光,沿原来的方向反方向行进,并成像P’于物平面上,P 与L之间的距离就是像方焦距,这个方法是利用调节实验装置本身使之产生平行光以达到调焦的,所以又称之为自准直法。

2.测定发散透镜焦距的方法(1)虚物成实像求焦距如图1-4所示,设物P发出的光经辅助透镜L1后成实像P’,当加上待测焦距的发散透镜L后使成像P’’,则P’和P’’相对于L来说是虚物体和实像,分别测出L到P’和P’’的距离,根据(1-2)即可算出L的像方焦距f’。

薄透镜焦距的测定的实验报告

薄透镜焦距的测定的实验报告

薄透镜焦距的测定的实验报告实验名称:薄透镜焦距的测定实验目的:通过实验测量薄透镜的焦距。

实验原理:对于一个薄透镜,当物体距离透镜足够远(即射线与光轴成很小角度时),可以近似认为射线是平行于光轴的,此时通过透镜的射线在焦点处会汇聚成一点。

因此,我们可以通过测量在不同位置摆放的物体所成像的位置来计算薄透镜的焦距。

实验器材:薄透镜、光屏、白炽灯、物体(可以使用光滑和尺寸适宜的小物体)。

实验步骤:1. 将薄透镜和光源放置在同一光轴上,如图所示。

将光屏放在透镜的另一侧,调整距离使得光屏上能看到透镜清晰的像。

2. 向透镜前摆放一物体(如实验器材所述),同时在光屏上观察到物体的清晰像。

记录物体和透镜之间的距离为S1,物体和其像之间的距离为S2。

3. 移动物体位置,改变物体和透镜之间的距离,再次调整光屏位置,观察到物体在光屏上的清晰像。

记录此时物体和透镜之间的距离为S1’,物体和其像之间的距离为S2’。

4. 重复步骤3,测量不同物体和透镜之间的距离,记录数据。

5. 根据公式:1/f = 1/S1 + 1/S21/f = 1/S1’ + 1/S2’(其中f为薄透镜的焦距)计算所得的焦距,求出其平均值,作为实验结果。

实验注意事项:1. 实验环境应保证良好的光线照明条件,以免影响测量结果。

2. 操作时应注意安全,避免身体或者设备的受伤。

3. 实验期间避免震动和摇晃设备,保证数据的准确性。

实验结果与分析:我们根据实验步骤所述,通过实验测量了多组物体和透镜之间距离的数值,根据公式计算了各组所得的焦距。

最终,我们得到的平均值为10cm(保留两位小数)。

结合实验原理中所述的焦距的概念,我们可以得出,在物体距透镜足够远的情况下,通过测量不同物体与其成像之间距离变化,我们可以比较准确地计算薄透镜的焦距。

同时,从实验结果中我们也可以看出,焦距的数值是一个比较稳定的值,不受物体之间的变化和测量位置的影响,这也说明了焦距是透镜的一个固有特性。

大学物理实验薄透镜焦距的测定

大学物理实验薄透镜焦距的测定

光学实验 薄透镜焦距的测定一、[实验目的]1.明确光学实验室规则,训练相应的实验规范行为; 2.认识光学实验平台,学会调节光学系统使之共轴; 2.掌握薄透镜焦距的3种常用测定方法。

二、[实验仪器] 1.光学平台2.凸透镜(f70 ) ;凸透镜(f190)(待测物) 凹透镜(f-100)(待测物) 3.光源、物屏、像屏、平面镜 三、[实验原理]本实验中仅考虑透镜厚度比球面曲率半径小得多的透镜,此时,透镜的两个主平面与透镜中心面可看作是重合的。

因此,物距u 、像距v 、焦距f 可视为是物、像、焦点与透镜中心的距离。

1.由自准直法测凸透镜焦距2.用物距像距法测透镜焦距设薄透镜的焦距f ,物距为u ,对应的像距为v ,则透镜成像的公式:fv u 111=+ 即 vu uvf +='-------------------(1) 通过物距、像距的测定,求薄透镜的焦距。

3.用两次成像法测凸透镜焦距在下图中,取物、屏之距L > 4f ,且在实验过程中保持不变。

置凸透镜于物、屏之间,移动透镜的座驾观察二次成像的图案,则凸透镜有两个位置Ⅰ与Ⅱ (二者相距为 d )可使物成像于屏上,其中一个是放大、倒立的实像,另一个是缩小、倒立的实像。

Ld L f 422-='-------------------------(2)分别测量L 和d ,代入上式即可求得凸透镜焦距。

4.测定凹透镜的焦距薄凹透镜是一种发散透镜。

实物经过凹透镜的折射无法形成实像,因此测量焦距的方法一般要加一块凸透镜。

先将实物发出的光经凸透镜折射后形成会聚光束,然后利用会聚光束来测定凹透镜的焦距。

光路图如下图。

先用一块凸透镜(本实验选f70)把光源形成一个汇聚点(实像可以在接受屏上找到成像位置),然后加上待测的凹透镜,则会聚光束经凹透镜发散,形成一个新汇聚点(仍然是实像)。

测出两个汇聚点(实像)到凹透镜中心的距离,就可以知道物距u (负号)和像距v 。

实验1 薄透镜焦距的测定

实验1  薄透镜焦距的测定

实验1 薄透镜焦距的测定注意: 白光源不能长时间发光, 请同学们在记录数据的时候关闭白光源。

第一部分用实物成实像法测薄凸透镜焦距【实验目的】1.掌握简单光路的分析和调整方法。

2.掌握实物成实像测凸透镜焦距的原理及方法。

【实验仪器】WSZ-1A 18-10 光学平台1.带有毛玻璃的白炽灯光源S2.品字形物屏P: SZ-143.凸透镜L: f=190mm(f=150mm)4.二维调整架: SZ-075.白屏H: SZ-136.通用底座: SZ-047、二维底座: SZ-028、通用底座: SZ-049、通用底座: SZ-04【实验原理】对凸透镜而言, 用实物作为光源, 其发出的光线经会聚透镜后, 在一定条件下成实像, 可用白屏接取实像加以观察, 通过测定物距和像距, 再利用空气中的薄透镜的高斯公式即可计算出焦距。

【实验内容与步骤】1.把全部光学器件按实验器件图的顺序摆放在光学平台上, 靠拢后目测调至共轴2.调节透镜L的位置, 调节白屏H使品字形物屏P在H上成一清晰的放大像, 记下品字形物屏P的位置a、透镜L的位置b及白屏H的位置c。

3、移动透镜L的位置, 再调节白屏H的位置使其上再次得到P的清晰像, 记录a、b、c 的位置, 再重复一次。

4.比较实验值和真实值的差异并分析其原因。

【数据处理】Δ='+'=__________f__cmff第二部分用位移法测薄凸透镜焦距f【实验目的】1.掌握简单光路的分析和调整方法。

2.掌握位移法测凸透镜焦距的原理及方法。

【实验仪器】WSZ-1A 18-10 光学平台1.带有毛玻璃的白炽灯光源S2.品字形物屏P: SZ-143.凸透镜L: f=190mm(f=150mm)4.二维调整架: SZ-075.白屏H: SZ-136.通用底座: SZ-047、二维底座: SZ-028、通用底座: SZ-04【实验原理】对凸透镜而言, 当物和像屏间的距离大于4倍焦距时, 在它们之间移动透镜, 则在屏上会出现两次清晰的像, 一个为放大的像, 一个为缩小的像。

薄透镜焦距的测量实验报告

薄透镜焦距的测量实验报告

薄透镜焦距的测量实验报告实验目的,通过实验测量薄透镜的焦距,掌握测量薄透镜焦距的方法和技巧。

实验仪器,凸透镜、光具架、物镜、白纸、尺子、平行光源。

实验原理,薄透镜的焦距是指平行光线经过透镜后汇聚或者看似汇聚的位置。

对于凸透镜来说,焦距为正,对于凹透镜来说,焦距为负。

焦距的计算公式为1/f = 1/v + 1/u,其中f为焦距,v为像距,u为物距。

实验步骤:1. 将凸透镜固定在光具架上,调整光具架使得凸透镜与平行光源垂直放置。

2. 在凸透镜的一侧放置一张白纸,调整白纸的位置使得凸透镜的像清晰可见。

3. 测量凸透镜与白纸的距离,即像距v。

4. 移动白纸,使得凸透镜与白纸的距离变化,再次测量像距v。

5. 测量物距u。

实验数据记录与处理:实验一:像距v1 = 20cm,像距v2 = 18cm,取平均值v = (20+18)/2 = 19cm。

物距u = 25cm。

代入公式1/f = 1/v + 1/u,得到焦距f = 47.5cm。

实验二:像距v1 = 15cm,像距v2 = 14cm,取平均值v = (15+14)/2 = 14.5cm。

物距u = 20cm。

代入公式1/f = 1/v + 1/u,得到焦距f = 40cm。

实验结果分析:通过两次实验测量得到的焦距分别为47.5cm和40cm,两次实验结果相差不大,说明实验数据比较准确。

实验中可能存在的误差主要来自于测量距离的精度以及光线的折射等因素。

实验结论:通过本次实验,我们掌握了测量薄透镜焦距的方法和技巧,同时也加深了对薄透镜焦距的理解。

在实际应用中,我们可以通过测量薄透镜的焦距来确定透镜的性质,为光学系统的设计和调试提供重要参考。

总结:本实验通过测量薄透镜的焦距,加深了对光学原理的理解,同时也提高了实验操作的技能。

在今后的学习和科研中,我们将更加熟练地运用光学知识,为科学研究和工程技术的发展贡献自己的力量。

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实验一 薄透镜焦距的测定
【实验目的】
1. 进一步理解透镜成像的规律;
2. 掌握测量薄透镜焦距的几种方法;
3. 学会光具座上各元件的共轴调节方法。

【实验仪器】
光具座、凸透镜、凹透镜、平面镜、像屏、物屏、光源。

【实验原理】
1、薄透镜焦距的测定
透镜的厚度相对透镜表面的曲率半径可以忽略时,称为薄透镜。

薄透镜的近轴光线成像
公式为:f
s s 1
11'=+ (3—1—1)
式中s 为物距,s '为像距,f 为焦距。

其符号规定如下:实物时s 取正,虚物s 取负;实像时s '取正,虚像时s '取负;f 为透镜焦距,凸透镜取正,凹透镜取负 。

(1) 位移法测定凸透镜焦距 (贝塞尔法又称共轭成像法)
如图1所示,如果物屏与像屏的距离A 保持不变,且A > 4f ,在物屏与像屏间移动凸透镜,可以两次看到物的实像,一次成倒立放大实像,一次成倒立缩小实像,两次成像透镜移动的距离为L 。

据光线可逆性原理可得:s 1= s 2′,s 2= s 1′,则2s '
21L A s -=
=,2
'
12L A s s +==, 将此结果代入式(3—1—1)可得:
A
L A f 42
2-= (3—1—2)
只要测出A 和L 的值,就可算出f 。

(2) 自准直法测凸透镜焦距
光路图如图2所示。

当物体AB 处在凸透镜的焦距平面时,物AB 上各点发出的光束,经透
镜后成为不同方向的平行光束。

若用一与主光轴垂直的平面镜将平行光反射回去,则反射光再经透镜后仍会聚焦于透镜的焦平面上,此关系就称为自准直原理。

所成像是一个与原物等大的倒立实像A ′B ′(此时物到透镜的距离即为焦距)。

所以自准直法的特点是:物、像在同





S 1
S 2
S 1

S 2

图1 位移法测透镜焦距
A
L
M 反 射 镜
A B
B ′ A ′
L
f
图2 自准直法测凸透镜焦距
一焦平面上。

自准直法除了用于测量透镜焦距外,还是光学仪器调节中常用的重要方法。

(3) 物距—像距法测凹透镜焦距(利用虚物成实像求焦距) 如图3所示,先用凸透镜L 1使AB 成实象A 1B 1,像A 1 B 1便可视为凹透镜L 2的物体(虚物)所在位置,然后将凹透镜L 2放于L 1和A 1B 1之间,如果O 2A 1<∣f 2∣,则通过L 1的光束经L 2折射后,仍能形成一实象A 2B 2。

物距s = O 2A 1,像距s ′ = O 2A 2,代入公式(3—1—1),可得凹透镜焦距。

2、光具座上的共轴调节
由于应用薄透镜成像公式时,需要满足
近轴光线条件,因此必须使各光学元件调节到同轴。

所谓光学的共轴,是指各透镜的光轴重合,物面中心处在光轴上,并且物面、屏面垂直于光轴,照明光束也大体沿光轴方向。

本实验中还必须使光轴与光具座的导轨严格平行。

具体方法可分两步进行。

①粗调:先将透镜等元器件向光源靠拢,调节高低、左右位置,凭目视使光源、物屏上的透光孔中心、透镜光心、像屏的中央大致在一条与光具座导轨平行的直线上,并使物屏、透镜、像屏的平面与导轨垂直。

②细调:利用透镜二次成像法来判断是否共轴,并进一步调至共轴。

当物屏与像屏距离大于4f 时,沿光轴移动凸透镜,将会成两次大小不同的实像。

若物的中心P 偏离透镜的光轴,则所成的大像和小像的中心P ′和P ″将不重合,但小像位置比大像更
靠近光轴(如图4所示)。

就垂直方向而言,如果大像中心P ′高于小像中心P ″,说明此时透镜位置偏高(或物偏低),这时应将透镜降低(或把物升高)。

反之, 如果P ′低于P ″,便应将透镜升高(或将物降低)。

调节时,以小像的中心位置为参考,调节透镜(或物)的高低,逐步逼近光轴位置。

当大像中心P ′与小像中心P ″重合时,系统即处于共轴状态。

当有两个透镜需要调整(如测凹透镜焦距)时,必须逐个进行上述调整,即先将一个透镜(凸)调好,记住像中心在屏上的位置,然后加上另一透镜(凹),再次观察成像的情况,对后一个透镜的位置上下、左右的调整,直至像中心仍旧保持在第一次成像时的中心位置上。

注意,已调至同轴等高状态的透镜,在后续的调整、测量中绝对不允许在变动。

S
S ′
图3 物距—像距法测凹透镜焦距
P ′
P ″ P
>4f
图4 共轴调节
【实验内容】
1.用位移法测定凸透镜焦距
将光源、物、待测透镜、屏放置在光具座上。

调节各元件使之共轴。

对公式(3—1—2)中未知量进行测量。

测三次,求出每次测量的焦距值和平均值。

2.用自准直法测定凸透镜的焦距
用平面反射镜替换屏,根据自准直法原理测量透镜焦距。

3.用物距—像距法测定凹透镜焦距
(1)按图3所示,使物经凸透镜成缩小的像于屏上。

(2)在凸透镜与屏之间放入凹透镜,量出凹透镜与屏的距离S 。

(3)凸透镜、凹透镜不动,移动屏直至成一清晰的实像,量出凹透镜与屏的距离S '。

(4)重复测量三次,用公式(3—1—1)计算出凹透镜焦距和平均值。

数据处理:
次 数 物 透镜位置1 透镜位置2
像屏 A (cm )
L (cm )
f (cm )
1 2 3
焦距的平均值
次数 A 'B '位置
A ″
B ″位置
L 2位置
S (cm )
S '(cm )
f (cm )
1 2 3
焦距的平均值
自准直法
次数 物 透镜 f (cm )
1 2 3
焦距的平均值
【实验步骤】
1.调节系统共轴
(1)粗调:
先将透镜等元器件向光源靠拢,调节高低、左右位置,凭目视使光源、物屏上的透光孔中心、透镜光心、像屏的中央大致在一条与光具座导轨平行的直线上,并使物屏、透镜、像屏的平面与导轨垂直。

(2)细调:
使物与屏的距离足够远,移动透镜能够看到两次成像。

将透镜放在成小像的位置上,调节屏,使像的中心与屏上十字线的中心重合。

再将透镜放在成大像的位置上,调节透镜,使像的中心与屏上十字线的中心重合。

再将透镜放在成小像的位置上,重复以上步骤,直到大像中心与小像中心重合。

2.用位移法测定凸透镜的焦距
将光源、物、屏的位置固定,移动透镜成两次像,量出物屏的距离A和两次成像透镜移动的距离L,用公式3-1-2计算出透镜的焦距。

改变屏的位置,重复上述步骤。

测三次,求出焦距的平均值。

3.用自准直法测定凸透镜焦距
在透镜后面放上平面反射镜,移动透镜,使得在物平面上看到清晰、等大的反射像,量出物与镜的距离。

重复三次求焦距的平均值。

4.用物距—像距法测定凹透镜焦距
(1)按图3-1-3所示,使物经凸透镜成缩小的像于屏上;
(2)在凸透镜与屏之间放入凹透镜,量出凹透镜与屏的距离s;
(3)凸凹透镜均不动,移动屏直至成一清晰的实像D´,并调节凹透镜使像的中心与屏上十字线的中心重合,量出凹透镜与屏的距离s´;
(4)用公式3-1-1计算出凹透镜焦距;
(5)重复三次,求出焦距的平均值。

思考题:
1.实验中,用什么测量方法确定清晰像的位置?
能够正确判断成像的清晰位置是光学实验获得准确结果的关键,为了准确地找到像的最清晰位置,可采用左右逼近法读数。

先使像屏从左向右移动,到成像清晰为止,记下像屏位置,再自右向左移动像屏,到像清晰再记录像屏位置,取其平均作为最清晰的像位。

2.为什么位移法中,要求A >4f ?
由s=A-s '代入公式3-1-1得:0'2
'=+-Af As s 要使该方程由两个解(s '有两个根),需
()014A 2>⨯⨯--Af
即A>4f 。

3.使用1字物屏、平面反射镜、凸透镜、白屏各一块,设计一个用自准直法测量凹透镜的实验,作出光路图,写出实验原理。

如图10-5所示,将物点A 置于凸透镜L 1的主光轴上,测出其成像位置B 。

将待测凹透镜L 2和一个平面反射镜M 置于L 1和B 之间。

移动L 2,使由M 反射回去的光线经L 2、L 1后,仍成像于A 点。

此时,从凹透镜到平面镜上的光将是一束平行光,B 点就是由M 反射回去的平行光束的虚像点,也就是L 2的焦点。

测出L 2的位置,间距B O 2就是待测凹透镜的焦距。

4.物距—像距法测定凹透镜焦距中,应选用凸透镜成小像时测定凹透镜的焦距,为什么?
首先让凸透镜成一个缩小(或等大)实像,因为成缩小实像时,像的位子容易确定,对于凹透镜来说,就是物的位置变化小,这样物距引起的误差就小。

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