《凸透镜焦距的测定》实验指导和报告要求
焦距测量实验报告
一、实验目的1. 理解透镜成像原理，掌握透镜焦距的定义。
2. 通过实验，学会使用不同方法测量透镜焦距。
3. 分析实验误差，提高实验数据处理能力。
二、实验原理透镜焦距是指透镜的光心到其焦点的距离。
根据透镜成像原理，当物体位于透镜的一倍焦距之外时，透镜在另一侧形成一个实像，此时实像的位置与物体到透镜的距离之间存在一定的关系。
本实验通过以下几种方法测量透镜焦距：1. 物距像距法：根据透镜成像公式，当物体位于透镜的一倍焦距之外时，有 1/f = 1/v - 1/u，其中 f 为透镜焦距，v 为像距，u 为物距。
2. 自准直法：利用透镜自准直特性，通过调整透镜与物体、像屏的距离，使物体在像屏上形成清晰的实像，此时物距与像距之和等于透镜焦距的两倍。
3. 平行光管法：利用平行光管产生平行光，通过测量平行光与透镜焦点的距离，得到透镜焦距。
三、实验仪器1. 凸透镜2. 凹透镜3. 平行光管4. 光具座5. 物距尺6. 像距尺7. 记录本四、实验步骤1. 物距像距法：将物体放置在凸透镜前，调整物距和像距，使物体在像屏上形成清晰的实像。
记录物距和像距，根据透镜成像公式计算焦距。
2. 自准直法：将物体放置在凸透镜前，调整透镜与物体、像屏的距离，使物体在像屏上形成清晰的实像。
记录物距和像距之和，得到透镜焦距。
3. 平行光管法：将平行光管对准透镜，调整平行光管与透镜的距离，使平行光束与透镜焦点相交。
记录平行光束与透镜焦点的距离，得到透镜焦距。
五、实验数据1. 物距像距法：物距 u = 30 cm，像距 v = 60 cm，焦距 f = 20 cm。
2. 自准直法：物距 u = 30 cm，像距 v = 90 cm，焦距 f = 60 cm。
3. 平行光管法：平行光束与透镜焦点的距离 d = 20 cm，焦距 f = 20 cm。
六、数据处理与分析1. 计算三种方法的实验误差：（1）物距像距法：误差Δf1 = |f1 - f理论| = |20 cm - 20 cm| = 0 cm。
凸透镜成像焦距的测定实验报告
凸透镜成像焦距的测定实验报告
本实验主要用来测定凸透镜的成像焦距，采用的方法为光纤和综合比较法，对用于测
定的光路状态进行了验证与确认，以确保其有效性。
实验中使用的光源来自于一个强度较小的激光点，其焦距范围可以由调整其参数来实现，被测凸面的焦距由调整衍射仪上的调焦轮来实现，实验光学元件是一个凸透镜，实验
过程中将激光光点将入射至凸面，凸面对其反射，实验横轴和纵轴采用细小标记线，然后
采用平行和横向来综合观测，在直射和反射镜上采用柱面翻转，使反映面上出现偏正现象，是反射面和直射面形成一个完整的反射形状。
实验过程中，将准直凸面的激光通过精细的调整，使光线射出的视场均匀度达到视野
唯一的状态，采用调焦轮调节初始位置，查找凸面的焦距位置，在查找的焦距位置处多次
重复查找，并根据这几次的查找结果，求出准备的平均成像焦距，最后综合该次实验的具
体数据，得到准备准备和安装完毕后，成像焦距综合为18.2mm。
以上本实验验证了凸透镜的成像能力，实验过程中各元件，各状态都得到科学的控制，用以获得准确的结果，并加以综合评价，以此实现了凸透镜成像焦距的测定。
测凸透镜焦距实验报告
一、实验目的1. 理解凸透镜的成像原理。
2. 掌握测量凸透镜焦距的实验方法。
3. 培养学生动手操作能力和实验数据处理能力。
二、实验原理凸透镜是一种能够使平行光线会聚的光学元件。
当平行光束通过凸透镜后，会在透镜的另一侧会聚于一点，该点称为焦点。
焦距是指焦点到透镜光心的距离。
本实验采用以下两种方法测量凸透镜的焦距：1. 平行光聚焦法：利用太阳光作为平行光源，通过凸透镜后在另一侧找到最小、最亮的光斑，测量该光斑到透镜光心的距离即为焦距。
2. 物距像距法：将物体放置在凸透镜的一侧，通过调整物体与透镜的距离，使光屏上出现清晰的倒立、等大的实像，测量物距和像距，根据成像公式计算焦距。
三、实验器材1. 凸透镜2. 白纸3. 刻度尺4. 光具座5. 物体（如蜡烛）6. 光屏四、实验步骤1. 平行光聚焦法：a. 将凸透镜正对太阳光，调整透镜位置，使光线通过透镜后垂直照射到白纸上。
b. 移动白纸，直到在白纸上找到最小、最亮的光斑，用刻度尺测量该光斑到透镜光心的距离，记录为f1。
c. 重复步骤b两次，求平均值得到f1。
2. 物距像距法：a. 将物体放置在凸透镜的一侧，调整物体与透镜的距离，使光屏上出现清晰的倒立、等大的实像。
b. 测量物距u和像距v，记录为u和v。
c. 根据成像公式1/f = 1/v + 1/u，计算焦距f2。
d. 重复步骤b和c两次，求平均值得到f2。
五、实验结果与分析1. 平行光聚焦法测量结果：f1 = (f1_1 + f1_2 + f1_3) / 3 = (15.5cm + 15.6cm + 15.7cm) / 3 = 15.6cm2. 物距像距法测量结果：f2 = (f2_1 + f2_2 + f2_3) / 3 = (15.5cm + 15.7cm + 15.6cm) / 3 = 15.6cm实验结果表明，两种方法测得的焦距基本一致，说明实验结果可靠。
六、实验总结通过本次实验，我们掌握了测量凸透镜焦距的两种方法，并了解了凸透镜的成像原理。
透镜焦距的测定实验报告
透镜焦距的测定实验报告在这次透镜焦距的测定实验中，我们的目标是找出透镜的焦距。
首先，准备工作就很重要。
要准备一个透镜、一个光源和一个屏幕。
实验室的气氛满是期待，大家心里都在默默算着，今天会有什么新发现。
第一步，先把透镜放在桌子上。
大家围着，仔细观察。
然后，点亮光源，光线穿过透镜，变得弯曲。
透镜的神奇之处就显露无遗了。
像魔法一样，光线从直线变成了弯曲的轨迹。
看到这个场景，我不禁感叹：科学真是妙不可言。
接下来，调整透镜和屏幕之间的距离。
这个过程需要小心翼翼。
要找到一个点，屏幕上能形成清晰的像。
像是要捉住那一瞬间的美丽。
当光斑变得清晰时，大家欢呼起来，像是在庆祝一个小小的胜利。
这里的每一个步骤都充满了乐趣。
然后，我们进行测量。
记录透镜与屏幕的距离。
这个数据非常关键，能帮助我们进一步计算焦距。
虽然这看似简单，但其实每个数据背后都有它独特的故事。
每一次记录，都是对透镜理解的加深。
在计算焦距的时候，大家开始热烈讨论。
这种集思广益的氛围让实验更加生动。
透镜的焦距是一个重要的物理参数，决定了它的应用。
无论是相机、眼镜还是望远镜，焦距都影响着图像的质量。
讨论中，有人提到用“点线面”的方式来理解焦距的概念，大家纷纷表示认同。
实验的最后一步，数据分析。
通过测得的距离，应用公式来计算焦距。
这个过程其实有些挑战性，但大家都很投入。
看着公式一行行地展开，像拼图一样，逐渐拼凑出焦距的真相。
焦距被确定，大家的脸上都挂着满意的笑容。
此刻的成就感真是无与伦比。
总结这个实验，真是一次难忘的经历。
透镜的奥秘在我们手中揭开，科学的魅力在每个人心中点燃。
透镜焦距的测定不仅仅是一个实验，更是我们对自然现象的深入探索。
通过亲手操作和计算，理解了透镜的特性，感受到了物理学的神奇。
这样的实践活动，让我们在轻松愉快中收获了知识，建立了团队合作的精神。
每个人都在这个过程中找到了自己的角色。
有人负责记录，有人负责调整，还有人负责讨论。
就像一场合作无间的乐队演奏，各自发挥，最终形成和谐的乐曲。
透镜焦距的测定实验报告-资料类
透镜焦距的测定实验报告－资料类关键信息项：1、实验目的2、实验原理3、实验仪器4、实验步骤5、数据记录与处理6、误差分析7、实验结论11 实验目的掌握测量薄透镜焦距的几种方法。
加深对透镜成像规律的理解。
学会对实验数据进行处理和误差分析。
111 实验原理薄透镜成像公式：1/u ＋ 1/v ＝ 1/f ，其中 u 为物距，v 为像距，f 为焦距。
自准直法：当物和像位于同一平面时，物上某点发出的光线经透镜折射后，其反向延长线再次通过该点，此时像距即为透镜焦距。
物距像距法：分别测量物距 u 和像距 v ，通过成像公式计算焦距 f 。
共轭法：移动透镜，在物与像屏之间分别得到放大和缩小的像，根据物像的共轭关系计算焦距。
112 实验仪器光具座。
凸透镜。
光源。
物屏。
像屏。
直尺。
12 实验步骤自准直法1、将光源、物屏、凸透镜和平面镜依次放置在光具座上。
2、调节光源、物屏和凸透镜的高度，使三者的中心大致在同一水平线上。
3、移动凸透镜，直到在物屏上看到清晰的倒立等大的像，此时物屏到透镜的距离即为焦距。
物距像距法1、在光具座上依次放置光源、物屏、凸透镜和像屏。
2、固定物屏和凸透镜的位置，移动像屏，直到在像屏上得到清晰的像。
3、记录物距 u 和像距 v ，重复测量多次，计算焦距的平均值。
共轭法1、按图将光源、物屏、凸透镜和像屏放置在光具座上。
2、移动凸透镜，使在像屏上得到清晰的放大像，记录此时凸透镜的位置 x1 。
3、继续移动凸透镜，得到清晰的缩小像，记录此时凸透镜的位置x2 。
4、物屏到像屏的距离为 L ，则透镜焦距 f ＝ L²（x2 x1)²／ 4L 。
121 数据记录与处理自准直法｜测量次数｜物屏到透镜距离（cm）｜焦距（cm）｜｜：：｜：：｜：：｜｜ 2 ｜＿___________________ ｜＿___________________ ｜｜ 3 ｜＿___________________ ｜＿___________________ ｜计算焦距的平均值和标准偏差。
凸透镜焦距实验报告
凸透镜焦距实验报告凸透镜焦距实验报告引言：凸透镜是一种常见的光学元件，具有广泛的应用领域，例如摄影、眼镜、显微镜等。
了解凸透镜的焦距是十分重要的，因为焦距直接影响着光线的聚焦效果。
本实验旨在通过测量凸透镜的焦距，探究凸透镜的光学特性。
实验步骤：1. 准备实验材料：一块凸透镜、一条刻度尺、一张白纸、一支笔。
2. 将凸透镜放置在平整的桌面上，确保凸透镜表面干净。
3. 将白纸固定在桌面上，作为屏幕。
4. 将凸透镜放置在白纸上方，调整凸透镜的位置，使得光线通过凸透镜后能够在屏幕上形成清晰的像。
5. 使用刻度尺测量凸透镜与屏幕之间的距离，即凸透镜的物距。
6. 移动凸透镜，调整其位置，使得在屏幕上形成的像依然清晰。
7. 再次使用刻度尺测量凸透镜与屏幕之间的距离，即凸透镜的像距。
实验原理：凸透镜的焦距可以通过薄透镜公式来计算，该公式为：1/f = 1/v - 1/u，其中f为焦距，v为像距，u为物距。
在本实验中，通过测量物距和像距，可以利用该公式计算焦距。
实验结果与分析：根据实验步骤进行测量和计算后，我们得到了一系列的焦距数据。
将这些数据进行整理和分析，可以得到凸透镜的平均焦距。
通过对多组实验数据的比较，可以发现焦距的测量结果存在一定的误差。
这可能是由于实验过程中的误差累积导致的。
为了提高实验结果的准确性，可以增加测量次数，并取多次测量结果的平均值作为最终的焦距。
实验应用：凸透镜的焦距是其重要的光学参数之一，它决定了光线的聚焦效果。
在实际应用中，我们可以利用凸透镜的焦距来设计和制造各种光学设备。
例如，对于照相机镜头而言，焦距的选择将直接影响照片的清晰度和景深效果。
对于显微镜而言，焦距的选择将决定观察样品的清晰度和放大倍率。
因此，了解凸透镜的焦距对于光学器件的设计和使用至关重要。
结论：通过本次实验，我们成功测量了凸透镜的焦距，并且了解了凸透镜的光学特性。
实验结果显示，凸透镜的焦距对于光线的聚焦效果具有重要影响。
《凸透镜焦距的测定》实验指导和报告要求
《凸透镜焦距的测定》实验指导和报告要求一、 实验目的1、 了解透镜成像的原理及成像规律；2、 学会光学系统共轴调节, 了解视差原理的实际应用；二、 掌握薄透镜焦距的测量方法, 会用左、右逼近法确定像最清晰的位置, 测量凸透镜； 三、 能对实验数据进行不确定度处理, 写出合格的实验报告。
四、 实验原理薄透镜是透镜中最基本的一种, 其厚度较自身两折射球面的曲率半径及焦距要小得多, 厚度可忽略不计, 在近轴条件下, 物距 、像距 、焦距 满足高斯公式:111u fυ-+= 符号规定: 距离自参考点（薄透镜的光心）量起, 与光线进行方向一致时为正, 反之为负。
1、 物像法物屏P 凸透镜L 像屏Nvuf物距像距法2、 光路如上图所示, 测出物距和像距后, 代入透镜成像公式即可算出凸透镜的焦距。
3、 共轭法（贝塞尔法、位移法）物屏与像屏的相对位置 保持不变, 而且 , 当凸透镜在物屏与像屏之间移动时, 可实现两次成像。
透镜在 位置时, 成倒立、放大的实像, 透镜在 位置时, 成倒立、缩小的实像。
实验中, 只要测量出光路图中的物屏与像屏的距离 和透镜两次成像移动的距离 , 代入下式就可算出透镜的焦距。
DL D f 4 22-=五、 实验仪器六、 带标尺的光具座一台, 凸透镜一块, 箭矢物屏, 带电源小灯泡一个, 光屏一个, 光学元件底座和支架各4个。
七、实验内容与步骤（一）光学系统的共轴调节1、先利用水平尺将光具座导轨在实验桌上调节成水平, 然后进行各光学元件同轴等高的粗调和细调, 直到各光学元件的光轴共轴, 并与光具座导轨平行为止。
2、粗调3、将小灯泡、箭矢物（小灯泡与箭矢物的距离大于40厘米）、凸透镜、白屏等光学元件放在光具座上, 使它们尽量靠拢, 用眼睛观察, 进行粗调（升降调节、水平位移调节）,使各元件的中心大致在与导轨平行的同一直线上, 并垂直于光具座导轨。
4、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。
凸透镜焦距测量实验报告(华科版)
2020年春季大学物理实验专业班级：学号：姓名：日期：实验名称：凸透镜焦距测量实验目的：掌握一般光路的光学元件的共轴调节方法；了解掌握共轭法或自准直法测凸透镜的原理与方法；利用日常生活中材料完成实验，锻炼动手能力、分析问题能力。
实验仪器材料：光源：手机手电筒;物屏：白纸;透镜：放大镜;以及刻度尺，卷尺等。
实验方案（装置）设计：相关理论（公式）、原理图、思路等【1】{共轭法测量凸透镜焦距实验原理}：物与像（屏）的间距l大于凸透镜的4倍焦距时，将凸透镜置于物像之间，移动凸透镜能在屏上得到两次清晰实像，若 d 为两次成清晰实像时凸透镜位置的间距，透镜的焦距为：【2】实验过程：实验步骤、实验现象观察、出现的问题及解决方法等【步骤1】粗测凸透镜（放大镜）焦距：手电筒距墙壁大于5米处，手电筒发射的光近似平行光，移动凸透镜（放大镜）位置使墙壁上形成最小的光点，凸透镜（放大镜）到墙壁距离即粗测焦距。
【步骤2】光学系统共轴调节：依次摆放光源、物屏、凸透镜（放大镜）、像屏，物屏与像屏间距离大于4 倍粗测焦距。
各仪器等高同轴调节，各元件中心一条直线上，记录物屏与像屏距离l；【步骤3】凸透镜成像（放大和缩小的清晰像）：凸透镜由靠近物屏端开始，逐渐远离物屏，记录物屏上成清晰倒立实像时凸透镜位置x1和x2，并记录下数据；【步骤4】并根据d= x1-x2，计算d ，并根据原理公式计算焦距f；【步骤5】改变物屏与像屏距离l，重复4次实验，取焦距的平均值。
数据分析处理：数据记录（表格）、计算过程及结果等①步骤1中粗测的焦距约为f=10.4cm②实验数据表格如下：次数n l/cm X1/cm X2/cm d/cm f/cm1 80.55 67.88 11.14 56.74 10.1452 73.46 60.15 12.25 47.90 10.5563 65.72 51.55 12.70 38.85 10.6884 58.55 44.45 12.85 31.60 10.3745 50.48 35.23 13.15 22.08 10.206由以上数据，计算焦距f的平均值：因此，实验的最终结果：本实验所用的凸透镜（放大镜）的焦距约为10.394cm问题探究：1.还可以怎样粗测凸透镜的焦距？共轭法测透镜焦距时成像有哪些特点？【答】：问题一：粗测凸透镜的焦距其他方法（有参考资料和文献）：①（用小灯泡测焦距，和本实验类似）将小灯泡放在凸透镜的主光轴上前后移动，直到在凸透镜的另一侧得到平行光，用刻度尺测量凸透镜到小灯泡的距离，即为焦距；②（物距像距法（透镜公式法））沿用共轭法的实验装置，调节并使它们共轴，设物距和像距分别为a，b；把物屏、凸透镜放置于a＞b的位置，移动像屏使像屏出现清晰的倒立的实像，测出物距a和像距b，再根据透镜公式1／a＋1／b＝1／f计算焦距f，即f＝ab／（a+b）。
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《凸透镜焦距的测定》实验指导和报告要求
一、 实验目的
1、 了解透镜成像的原理及成像规律；
2、 学会光学系统共轴调节，了解视差原理的实际应用；
3、 掌握薄透镜焦距的测量方法，会用左、右逼近法确定像最清晰的位置，测量凸透镜；
4、 能对实验数据进行不确定度处理，写出合格的实验报告。
二、 实验原理
薄透镜是透镜中最基本的一种，其厚度较自身两折射球面的曲率半径及焦距要小得多，厚度可忽略不计，在近轴条件下，物距u 、像距υ、焦距f 满足高斯公式：
111u f
υ-+= 符号规定：距离自参考点（薄透镜的光心）量起，与光线进行方向一致时为正，反之为负。
1、 物像法
物屏P 凸透镜L 像屏N
v
u
f
物距像距法
光路如上图所示，测出物距和像距后，代入透镜成像公式即可算出凸透镜的焦距。
2、 共轭法（贝塞尔法、位移法）
物屏与像屏的相对位置l 保持不变，而且4l f >，当凸透镜在物屏与像屏之间移动时，可实现两次成像。
透镜在1x 位置时，成倒立、放大的实像，透镜在2x 位置时，成倒立、缩小的实像。
实验中，只要测量出光路图中的物屏与像屏的距离D 和透镜两次成像移动的距离L ，代入下式就可算出透镜的焦距。
D
L D f 4 2
2-=
三、实验仪器
带标尺的光具座一台，凸透镜一块，箭矢物屏，带电源小灯泡一个，光屏一个，光学元件底座和支架各4个。
四、实验内容与步骤
（一）光学系统的共轴调节
先利用水平尺将光具座导轨在实验桌上调节成水平，然后进行各光学元件同轴等高的粗调和细调，直到各光学元件的光轴共轴，并与光具座导轨平行为止。
1、粗调
将小灯泡、箭矢物（小灯泡与箭矢物的距离大于40厘米）、凸透镜、白屏等光学元件放在光具座上，使它们尽量靠拢，用眼睛观察，进行粗调（升降调节、水平位移调节）,使各元件的中心大致在与导轨平行的同一直线上，并垂直于光具座导轨。
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。
若两个像的中心重合，表示已经共轴；若不重合，以小像的中心位置为参考（可作一记号），调节透镜（或物，一般调透镜）的高低或水平位移，使大像中心与小像的中心完全重合，调节技巧为大像追小像，如下图所示。
图()a)情况，应将透镜降低（或将物升高）。
水平调节类似于上述情形。
注意，已调至同轴等高状态的透镜在后续的调整、测量中绝对不允许再变动。
（二）凸透镜焦距的测定
用物像法共轭法测量凸透镜焦距。
1、物像法
1）先用粗略估计法测量待测凸透镜焦距，然后将物屏和像屏放在光具座上，使它们的距离略大于粗测焦距值的4倍，在两屏之间放入透镜，调节物屏、透镜和像屏共轴，并与主光轴垂直，记录物屏、像屏位置。
2）用“左右逼近法”移动透镜找出其成清晰倒立实像的范围坐标位置x
左与x
右
，重复测五
次。
2、共轭法
1）将物屏和像屏在光具座上的距离调为粗测焦距值的略5倍，在两屏之间放入透镜，调节物屏、透镜和像屏共轴，并与主光轴垂直，记录物屏、像屏位置。
2）用“左右逼近法”移动透镜测成放大像时透镜的坐标位置x
左与x
右
及成小像时的坐标位
置'x
左与'x
右
, 重复测五次。
五、数据记录与数据处理 1、物像法测凸透镜的焦距
表一 =物x
=屏x （单位：cm ）
=
=∑
= 5x x 5
1
i i
=--= u 物x x
=
-= 屏x x ν
=-=
v u v
u f
()
()
=
-=
∑= 155x -x U 5
1
i 2
i
AX
取mm 1=∆仪，则=∆= 3
U 仪BX ，
从而=+=
=2
2AX v u 2U U U BX U
∵ 22()f u u υυ∂-=∂- 2
2f u u υυ∂=∂-（）
=+-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=∴442
2
2
22
U v u v
u U U f U u f u u f ννν ()12.230.01f f f U cm =±=±
2、共轭法测凸透镜的焦距 表二 =物x
=屏x （单位：cm ）
==∑= 5x x 5
1i i ='='∑= 5x x 5
1i i =
-'= L x x
物屏x x D -=1 1
2
214D L D f -=
()222
0.090.070.043Ax U cm ++=
==
'222220.010.120.010.180.090.052
20
Ax U ++++=
== 取mm 1=∆仪，则=∆=
3
U 仪BX ，从而0.07L U cm ===15.250.07L L L U cm =±=±
12
20.0170.02D U cm ==⨯=
， 1153.500.02D D D U cm =±=± 2f L L D ∂=-∂ 2
114f L D D ⎡⎤
∂⎛⎫=+⎢⎥ ⎪∂⎝⎭⎢⎥⎣⎦
=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=∴22122
2
122
2211612 U 11L D L D f U D L U D L U L f U D f ()
12.290.02f f f U cm =±=±
六、思考题
1、 共轭法测凸透镜焦距时的成像条件是什么？此法有何优点？
2、 没有接收屏就看不到实像，这种说法正确吗？。