实验二几何光学参数测量实验
几何光学综合实验报告
466.7
4
100.0
650.0
232.8
522.1
5
100.0
700.0
221.1
574.5
6
100.0
750.0
215.1
630.9
凸透镜焦距相关计算如下：
= 像屏位置 − 物屏位置
= 小像，透镜位置 − 大像透镜位置
由 =
2 −2
4
得：
表 2 凹透镜焦距
1 （mm）
97.384
2. 自组望远镜
表 3 望远镜数据表
1
物屏位置
（mm）
准直透镜位置
（mm）
物镜位置
（mm）
目镜位置
（mm）
100.0
200.0
811.9
1000.0
3. 自组望远镜并测量凹透镜焦距
表 4 自组望远镜并测量凹透镜焦距数据记录表
缩小实像位置 a（mm）
L2 位置 b（mm）
1
678.9
629.2
2
648.7
主光轴。其它通过透镜光心的直线皆为透镜的附光轴。
2.薄透镜成像公式:
在近轴光束的条件下，薄透镜成像公式为：
1
1
1
= +
…(1)
其中：
u：物距 v：像距 f：焦距
实物、实像时,u,v 为正;虚物、虚像时 u,v 为负。凸透镜 f 为正；凹透镜 f 为负。
3.位移法测凸透镜焦距：
当物体 AB 与像屏 M 的间距 > 4 时,透镜在 D 区间移动,可在屏上两次成像，一次成清晰放大的实像1 1,
同一高度,且连线(光轴)平行于导轨。
几何光学实验
薄透镜焦距测量实验⼀、实验⽬的：1、通过实验深刻理解薄透镜的成像规律；2、熟悉薄透镜焦距测量的⽅法；3、学习和掌握光学系统调节过程中共轴等⾼的调节技巧、各微调光学仪器的使⽤⽅法；4、拓展研究薄透镜在显微系统、望远系统和幻灯⽚系统中的应⽤原理。
⼆、实验原理：透镜是组成各种光学仪器的基本光学元件，焦距则是透镜的⼀个重要参数。
在不同的使⽤场合往往要选择合适的透镜或透镜组，这就需要测定透镜的焦距。
本实验通过不同的实验⽅法来研究薄透镜的成像规律，并确定其焦距。
1. 薄透镜成像公式当透镜的厚度远⽐其焦距⼩的多时，这种透镜称为薄透镜。
在近轴光线的条件下，薄透镜成像的规律可表示为：（1）式中U表示物距，V表示像距，f为透镜的焦距，U、V和f均从透镜的光⼼O点算起。
并且规定U恒取正值；当物和像在透镜异侧时，V为正值；在透镜同侧时，V为负值。
对凸透镜f 为正值，对凹透镜f为负值。
2. 凸透镜焦距的测定（1）⾃准法如图1所示，将物A放在凸透镜的前焦⾯上，这时物上任⼀点发出的光束经透镜后成为平⾏光，由平⾯镜反射后再经透镜会聚于透镜的前焦平⾯上，得到⼀个⼤⼩与原物相同的倒⽴实像A´。
此时，物屏到透镜之间的距离就等于透镜的焦距f。
图1 ⾃准法测薄透镜焦距光路图（2）共轭法如图2所示，固定物与像屏的间距为D(D>4f)，当凸透镜在物与像屏之间移动时，像屏上可以成⼀个⼤像和⼀个⼩像，这就是物像共轭。
根据透镜成像公式得知：u 1=v 2 ； u 2=v1（因为透镜的焦距⼀定）若透镜在两次成像时的位移为d ，则从图中可以看出，故 。
由 得： (2)由上式可知只要测出D 和d ，就可计算出焦距f 。
共轭法的优点是把焦距的测量归结为对于可以精确测量的量D 和d 的测量，避免了测量U 和V 时，由于估计透镜光⼼位置不准带来的误差。
3.⾃准法测量凹透镜焦距凹透镜是发散透镜，⽤透镜成像公式测量凹透镜的焦距时，凹透镜成的像为虚象，且虚像的位置在物和凹透镜之间，因⽽⽆法直接测量其焦距，⾃准法来测量。
工程光学实验1—6指导书.
实验一 放大率法测量焦距和截距 Measurement Of Focus And Intercept一、实验目的:1．通过对透镜的焦距和截距测量熟悉焦距仪的测量原理及测量方法，掌握基本的实验技能。
2．了解焦距仪的结构及平行光臂的使用，学会螺旋丝杠式测微目镜读数方法。
3．掌握校正显微镜放大率的方法。
二、实验要求：基本理论：理想光学系统的共线成像理论。
基本知识：了解焦距仪的结构，平行光管的使用，理想光学系统焦点、焦平面、主平面、焦 距和截距的概念。
基本技能：学会在焦距仪上进行同轴等高调节。
学会使用螺旋丝杠式测微目镜及读数方法。
三、实验内容及测量原理：焦距和截距是光学系统重要的特性参数，就几何光学来说，焦距是光学系统的特征值。
只要知道焦距和焦点的位置，就能完全确定任何位置上的物体经过该光学系统所成像的位置、大小、正倒和虚实。
1．焦距的测量原理：光学系统的主点到焦点的距离称为焦距。
物方焦距、像方焦距分别用f 、'f 表示。
放大率法测量焦距是利用平行光管物镜焦面上分化板的一对刻线在被测透镜焦面上成像的比例关系，求出被测透镜焦距的大小。
如平行光管分化板上一对刻线间距为y ,经被测透镜成的像为'y ,平行光管物镜和被测透镜焦距分别为'0f 和'f ,由图一可看出它们的关系如下： 0f y tg -=ω '''f y tg -=ω∵'ωω= ∴''0f y f y -=- 即yy f f ''0'∙-= 式中f0'、y 为已知，f'与y'成正比。
这样只要测出y',即可求出被测透镜焦距。
图一2．焦距的测量：光学系统的最后一个表面顶点到像方焦点的距离为后焦距，用lp'表示。
很显然，对于一个光学系统知道了焦距和截距的大小，就可确定焦点和主点的位置。
图二在测量截距的同时，可以进行透镜截距'F l的测量。
几何光学 实验报告
几何光学实验报告几何光学实验报告引言：光学是研究光的传播和相互作用的科学，而几何光学则是光学中的一个重要分支。
几何光学研究光的传播和反射、折射等现象，通过几何方法描述光的行为。
本次实验旨在通过实际操作，验证几何光学的基本原理，并探究光在不同介质中的传播规律。
实验一：光的直线传播实验目的：通过实验验证光在均匀介质中的直线传播原理。
实验器材：光源、凸透镜、平凸镜、直尺、白纸、直尺、直角三角板等。
实验步骤：1. 将光源放置在实验桌上，并调整到适当位置。
2. 在光源的正前方放置一张白纸，作为屏幕。
3. 将凸透镜放置在光源的正前方，并调整到合适位置。
4. 用直尺在凸透镜的前方放置一根直线，作为光的传播路径。
5. 观察屏幕上的光线，确认光线是否呈直线传播。
实验结果与结论：经过实验观察，我们发现光线在均匀介质中呈直线传播。
这验证了几何光学中的直线传播原理，即光在均匀介质中沿着直线传播。
实验二：光的反射实验目的：通过实验验证光的反射定律。
实验器材：光源、平凸镜、直尺、白纸等。
实验步骤：1. 将光源放置在实验桌上，并调整到适当位置。
2. 在光源的正前方放置一张白纸，作为屏幕。
3. 将平凸镜放置在光源的正前方，并调整到合适位置。
4. 用直尺在平凸镜的前方放置一根直线，作为光的传播路径。
5. 观察屏幕上的光线，确认光线是否按照反射定律反射。
实验结果与结论：经过实验观察，我们发现光线在平凸镜上按照反射定律反射。
反射定律指出入射角等于反射角，实验结果与理论相符。
实验三：光的折射实验目的：通过实验验证光的折射定律。
实验器材：光源、透明介质（如玻璃板）、直尺、白纸等。
实验步骤：1. 将光源放置在实验桌上，并调整到适当位置。
2. 在光源的正前方放置一张白纸，作为屏幕。
3. 将透明介质（如玻璃板）放置在光源的正前方，并调整到合适位置。
4. 用直尺在透明介质的前方放置一根直线，作为光的传播路径。
5. 观察屏幕上的光线，确认光线是否按照折射定律折射。
物理实验技术中的光学参数测量技巧与方法
物理实验技术中的光学参数测量技巧与方法引言：光学是物理学中的一个重要分支，研究光的发射、传播、反射、折射和干涉等现象。
为了能够准确测量光学系统中的各项参数，科学家们发展了各种测量技巧和方法。
本文将从光学参数的测量原理入手，介绍光学实验中常用的测量技巧和方法，旨在帮助读者更深入地了解光学实验的相关内容。
一、激光干涉测量技巧1. Michelson干涉仪Michelson干涉仪是一种常用的高精度测量仪器，可以用于测量光的波长、折射率等参数。
该仪器使用激光作为光源，在一束光线被分为两束后，通过反射镜、半透镜等光学元件进行干涉，从而实现对待测物理量的测量。
通过改变干涉仪的光程差，可以获得不同的干涉条纹，进而测量出光学参数的变化。
2. 白光干涉仪白光干涉仪是一种能够同时测量多个波长的干涉仪。
它采用光栅装置将入射光按照波长分离，再进行干涉实验。
通过调整光栅的角度，可以选择不同的波长进行干涉，从而实现对多个光学参数的测量。
白光干涉仪在实际应用中具有重要的意义，例如在光谱分析和光通信等领域有广泛的应用。
二、精密测量技巧1. 干涉法测距干涉法是一种常用的非接触式测距方法，通过测量两束光在空间中的干涉条纹，从而获得待测物体与光源之间的距离。
这种方法具有高分辨率、高精度的优点，广泛应用于制造业、航空航天等领域的尺寸测量中。
2. 相移法测量相移法是一种常用的测量技巧，通过改变光路中的相位差，实现测量物理量的变化。
利用一个可调节的相移器，可以改变光的相位差，从而获得不同的干涉条纹，进而计算待测物理量的数值。
相移法被广泛应用于光学薄膜的厚度测量、光学元件的表面形貌测量等领域。
三、光学成像技巧与方法1. 平行光与聚焦光的调节在光学实验中，平行光和聚焦光的调节是非常重要的。
通过调节透镜的位置和角度，可以实现光束的聚焦或者展宽，从而满足实验的需要。
同时，透镜的选择也对实验的结果有重要影响，不同的透镜具有不同的光学焦距和折射率。
因此，在进行光学成像实验时，需要合理选择透镜和调节光学系统。
几何光学综合实验·实验报告
几何光学综合实验·实验报告【实验仪器】带有毛玻璃的白炽灯光源、物屏、1/10分划板、凸透镜2个、白屏、目镜、测微目镜、二维调整架2个、可变口径二维架、读数显微镜架、幻灯底片、干板架、滑座5个、导轨。
【实验内容（提纲）】一、测量透镜焦距1、自成像法测量凸透镜（标称f=190mm ）的焦距。
测3次。
翻转透镜及物屏，再测3次。
求平均。
2、两次成像法测量凸透镜（标称f=190mm ）的焦距。
测3次。
3、放大倍数法测量目镜焦距。
至少测5次，做直线拟合求焦距。
二、组装望远镜用第一部分测量的凸透镜和目镜组装望远镜。
调节透镜高低、方向以及水平位置，使能看清楚远处的标尺。
画出光路图，标明元件参数。
用照相法测量放大倍数。
三、组装显微镜、投影机：画出光路图，标明元件参数。
【注意事项】1、光学元件使用时要轻拿轻放。
2、注意保持光学元件表面清洁，不要用手触摸，用完后放回防尘袋。
3、光源点亮一段时间后温度很高，不要触摸，以防烫伤。
4、本实验光学元件比较多，实验前后注意清点，不要搞混【实验一·测量透镜焦距】·自成像法把凸透镜放在十字光阑前面，是两者等高共轴。
在凸透镜后放一平面反射镜，使通过透镜的光线反射回去。
仔细调节透镜与物间的距离，直到在物面上得到十字叉丝的清晰像为止。
这时物与透镜的距离即为透镜的焦距。
用该方法测量透镜的焦距十分简便。
光学实验中经常用这种方法调节出平行光。
例如平行光管射出的平行光就是用此方法产生的。
·两次成像法这种方法也称为共轭法或贝塞尔法这种方法使用的测量器具与前面相同。
其特点是物与屏的距离L保持一固定的值，且使f L '>4。
通过移动透镜，可在屏上得到两次清晰的像。
如左图，透镜在位置I 得到放大的像；在位置II 得到缩小的像。
由左图可知s s d s s L '--='+-=,d 为透镜两次成像所移动的距离。
由此可得：2,2d L s d L s -='+=- 又f '='+1s 1s 1，则L d L f 422-=' 由此可见，只要测出物与屏的距离L 及透镜的位移d ，即可算出f '。
关于光学的实验报告
一、实验目的1. 了解光学仪器的基本构造和使用方法。
2. 掌握光学基本实验原理和实验操作技能。
3. 通过实验验证光学基本定律，加深对光学知识的理解。
二、实验仪器1. 平行光管2. 透镜3. 光具座4. 分划板5. 白光光源6. 积分球7. 滤光片8. 光谱仪9. 光纤光谱仪三、实验内容实验一：平行光管测量透镜焦距1. 实验原理：平行光管通过调节分划板使其成像于无穷远，再利用透镜的成像规律测量焦距。
2. 实验步骤：a. 将平行光管放置在光具座上，调节光源使光线平行。
b. 将分划板调节到物镜的焦平面上，观察分划板的像。
c. 将待测透镜放置在光具座上，调整位置使分划板的像清晰。
d. 利用读数显微镜测量透镜的焦距。
实验二：测量不同种类滤光片的透过率1. 实验原理：利用积分球和光谱仪测量不同种类滤光片的透过率。
2. 实验步骤：a. 将光源放置在积分球中，使光线均匀分布。
b. 将不同种类的滤光片依次放置在积分球的出口处。
c. 利用光谱仪测量透过滤光片的光谱。
d. 计算滤光片的透过率。
实验三：了解薄膜的性质与应用1. 实验原理：利用干涉现象观察薄膜的厚度和折射率。
2. 实验步骤：a. 将薄膜样品放置在光具座上，调节光源使光线垂直照射薄膜。
b. 观察干涉条纹，记录条纹间距。
c. 根据干涉条纹间距计算薄膜的厚度和折射率。
实验四：了解光纤光谱仪的原理与使用方法1. 实验原理：光纤光谱仪利用光纤传输光信号，通过光谱仪分析光信号的光谱。
2. 实验步骤：a. 将光纤光谱仪连接到光源和探测器。
b. 调节光源，使光信号通过光纤传输。
c. 利用光谱仪分析光信号的光谱。
四、实验结果与分析1. 平行光管测量透镜焦距：测量结果与理论值基本一致，说明实验操作正确。
2. 测量不同种类滤光片的透过率：测量结果与滤光片规格书上的数据基本一致，说明实验操作正确。
3. 了解薄膜的性质与应用：通过实验观察到干涉条纹，计算出薄膜的厚度和折射率，说明实验操作正确。
几何光学实验报告
几何光学实验报告几何光学实验报告引言光学是一门研究光的传播、反射、折射和干涉等现象的学科。
而几何光学则是光学中的一个重要分支，主要研究光线的传播和反射规律。
在本次实验中，我们将通过一系列几何光学实验来探索光的性质和行为。
实验一：光的直线传播在这个实验中，我们使用了一束激光器作为光源，通过调整光线的传播路径，观察光线是否呈直线传播。
实验结果显示，光线在均匀介质中传播时，确实呈直线传播。
这与几何光学的基本假设相符，即光线在均匀介质中传播时沿着直线传播。
实验二：反射定律的验证在这个实验中，我们使用了一面平面镜，将光线照射到镜面上，观察光线的反射现象。
实验结果表明，入射光线和反射光线之间的角度满足反射定律，即入射角等于反射角。
这一结果进一步验证了几何光学中的反射定律。
实验三：折射定律的验证在这个实验中，我们使用了一个玻璃棱镜，将光线照射到棱镜上，观察光线的折射现象。
实验结果显示，入射光线和折射光线之间的角度满足折射定律，即入射角、折射角和介质折射率之间存在一定的关系。
这一结果进一步验证了几何光学中的折射定律。
实验四：透镜成像在这个实验中，我们使用了凸透镜和凹透镜，将光线通过透镜，观察光线的成像效果。
实验结果表明，凸透镜使光线经过折射后会聚到一点，形成实像；而凹透镜使光线经过折射后发散，形成虚像。
这一实验进一步验证了几何光学中的透镜成像原理。
实验五：光的干涉在这个实验中，我们使用了一对狭缝和一束单色光源，观察光的干涉现象。
实验结果显示，当光线通过狭缝后，形成了明暗相间的干涉条纹。
这一结果说明了光的波动性质，进一步支持了光学中的干涉理论。
结论通过以上实验，我们对几何光学的基本原理和现象有了更深入的了解。
光的直线传播、反射定律、折射定律、透镜成像和光的干涉等实验结果都与几何光学的理论相符。
这些实验不仅加深了我们对光学的认识，也为今后的光学研究提供了基础。
展望虽然几何光学提供了对光线传播和反射的简化描述，但它并不能解释光的波动性质和量子效应。
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实验二几何光学参数测量实验
一、实验目的：
1.掌握简单光路的分析和调整方法
2.了解、掌握自准法测薄凸透镜焦距及自组显微镜的原理和方法
二、实验原理
1.自准法测薄凸透镜焦距f
当发光点（物）P处在凸透镜L的前焦平面时，它发出的光线通过透镜后将成为一束平行光。
若用与主光轴垂直的平面镜M将此平行光反射回去，反射光再次通过透镜后仍会聚于透镜的前焦面上，其会聚点将在发光点相对于光轴的对称位置上。
2. 自组显微镜
物镜L o的焦距f o很短，将F1放在它前面距离略大于f o的位置，F1经L o后成一放大实像F’1，然后再用目镜L e作为放大镜观察这个中间像F’1，F’1应成像在L e的第一焦点f e之内，经过目镜后在明视距离处成一放大的虚像F’’1。
三、实验器材
1. 自准法测薄凸透镜焦距f
1、带有毛玻璃的白炽灯光源S;
2、品字形物像屏P;
3、凸透镜L;
4、二维调整架;
5、平面反射镜M;
6、二维调整架;
7、滑座1; 8、滑座1; 9、滑座1; 10、滑座1; 11、导轨
2. 自组显微镜
1、带有毛玻璃的白炽灯光源S ；
2、1/10mm 分划板F 1；
3、二维调整架；
4、物镜Lo ；
5、二维调整架；
6、测微目镜Le （去掉其物镜头的读数显微镜）；
7、读数显微镜架；
8、滑座1；9、滑座1；10、滑座1；11、滑座1；12、导轨。
四、 实验步骤
1. 自准法测薄凸透镜焦距f
第一步 把全部元件按顺序摆放在平台上，靠拢，调至共轴，而后拉开一定的距离； 第二步 前后移动凸透镜L ，使在物像屏P 上成一清晰的品字形像；
第三步 调M 的倾角，使P 屏上的像与物重合；
第四步 再前后微动透镜L ，使P 屏上的像既清晰又与物同大小；
第五步 分别记下P 屏和透镜L 的位置a1、a2；
第六步 把P 屏和透镜L 都转180度，重复做前四步；
第七步 再记下P 和L 的新位置b1、b2。
2. 自组显微镜
第一步 把全部器件按图四的顺序摆放在平台上，靠拢后目测调至共轴； 第二步 把透镜Lo 、Le 的间距设定为180mm ；
第三步 沿标尺导轨前后移动F 1（F 1紧挨毛玻璃装置，使F1置于略大于f o 的位置），直至在显微镜系统中看清分划板F1的刻线。
五、数据记录及处理
1. 自准法测薄凸透镜焦距f
被测透镜焦距：
被测透镜焦距：
2. 自组显微镜
f o = mm; f e = mm
计算显微镜的放大率：
其中： 。
六、实验分析与总结 12a a f a -=12b b f b -=2/)(b a f f f +=(250)/()o e M f f =⨯∆⨯o e f f ∆=-。