透镜焦距测量实验报告
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。
薄透镜焦距的测量实验报告
薄透镜焦距的测量实验报告一、实验目的1、加深对薄透镜成像规律的理解。
2、学习几种测量薄透镜焦距的方法。
3、掌握测量薄透镜焦距的基本实验技能和数据处理方法。
二、实验原理1、薄透镜成像公式当物距为＄u$，像距为＄v$，焦距为＄f$ 时，薄透镜成像公式为：＄＼frac{1}｛u} ＋＼frac{1}｛v} ＝＼frac{1}｛f}＄2、测量薄透镜焦距的方法（1）自准直法当物与透镜之间的距离为无限远时，通过调节透镜的位置，使从物发出的光经过透镜后成为平行光，然后再经过一个与光轴垂直的平面镜反射回来，再次通过透镜后成像在物平面上，此时物与像重合，物距即为透镜的焦距。
（2）物距像距法当物距和像距都可以测量时，根据成像公式，通过测量物距＄u$ 和像距＄v$，可以计算出焦距＄f$。
（3）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实像，根据透镜成像的共轭性质，分别测量出这两种情况下的物距＄u_1$、＄u_2$ 和像距＄v_1$、＄v_2$，然后利用公式：＄f ＝＼frac{D^2L^2}｛4D}＄计算焦距，其中＄D ＝｜v_1 u_1| ＝｜v_2 u_2|＄，＄L ＝ u_1 ＋ v_1 ＝ u_2 ＋ v_2$ 。
三、实验仪器光具座、薄凸透镜、蜡烛、光屏、平面镜、毫米刻度尺等。
四、实验步骤1、自准直法（1）将凸透镜固定在光具座的一端，在凸透镜的另一侧放置一个平面反射镜，并使其与光轴垂直。
（2）在凸透镜的前方放置一个带十字叉丝的物屏，并使其与光轴垂直。
（3）打开光源，使物屏上的十字叉丝通过凸透镜和平面镜反射后成像在物屏上。
（4）前后移动凸透镜，直到物屏上的十字叉丝与反射回来的像重合，此时物屏与凸透镜之间的距离即为透镜的焦距。
（5）用毫米刻度尺测量物屏与凸透镜之间的距离，重复测量三次，取平均值作为焦距的测量值。
2、物距像距法（1）将蜡烛、凸透镜和光屏依次安装在光具座上，使它们的中心大致在同一高度。
（2）移动蜡烛，使蜡烛到凸透镜的距离大于两倍焦距，在光屏上得到一个清晰的倒立缩小的实像。
透镜测量实验报告
一、实验目的1. 理解薄透镜成像的基本原理。
2. 掌握使用不同方法测量薄透镜焦距的实验技能。
3. 学习光学系统的共轴调节和光路分析。
二、实验原理薄透镜成像遵循光学成像公式，即透镜成像公式：\[ \frac{1}{f} = \frac{1}{u} + \frac{1}{v} \]其中，\( f \) 为透镜焦距，\( u \) 为物距，\( v \) 为像距。
本实验采用以下方法测量透镜焦距：1. 自准直法：利用透镜将平行光聚焦，通过调整物距使光斑成像于物上，测量物距即为焦距。
2. 物距-像距法：在已知物距和像距的情况下，利用透镜成像公式计算焦距。
3. 位移法（贝塞尔法）：通过移动透镜位置，使像屏上出现两次清晰的像，根据位移量和成像规律计算焦距。
三、实验仪器1. 薄透镜2. 平面反射镜3. 狭缝光源4. 物屏5. 光具座6. 刻度尺7. 计算器四、实验步骤1. 自准直法：- 将薄透镜置于光具座上，使透镜主光轴与光具座平行。
- 将狭缝光源放置于透镜前，调整光源位置使光束通过透镜。
- 在透镜后放置平面反射镜，调整反射镜角度使光束反射回狭缝光源。
- 移动透镜位置，直至狭缝光源上的光斑与狭缝重合，此时物距等于焦距。
- 记录物距值。
2. 物距-像距法：- 将薄透镜置于光具座上，使透镜主光轴与光具座平行。
- 将狭缝光源放置于透镜前，调整光源位置使光束通过透镜。
- 在透镜后放置物屏，调整物屏位置使光束在物屏上成像。
- 测量物距 \( u \) 和像距 \( v \)，代入透镜成像公式计算焦距 \( f \)。
3. 位移法（贝塞尔法）：- 将薄透镜置于光具座上，使透镜主光轴与光具座平行。
- 将狭缝光源放置于透镜前，调整光源位置使光束通过透镜。
- 在透镜后放置物屏，调整物屏位置使光束在物屏上成像。
- 移动透镜位置，使像屏上出现两次清晰的像。
- 测量透镜的位移量 \( d \)。
- 根据物像的共轭对称性质，计算焦距 \( f \)。
透镜焦距的测定实验报告
电 子 科 技 大 学实 验 报 告学生姓名： 学 号： 指导教师： 实验地点：科技实验大楼104室 实验时间： 一、实验室名称：透镜焦距的测定 二、实验项目名称：透镜焦距的测定三、实验学时：3学时 四、实验原理：1．测凸透镜的焦距（1）自准直法如图1所示，用屏上“1”字矢孔屏作为发光物。
在凸透镜的另一边放置一平面反射镜，光线通过凸透镜后经平面反射镜返回孔屏上。
移动透镜位置可以改变物距的大小，当物距正好是透镜的焦距时，物上任意一点发出的光线经透镜折射后成为平行光，经平面镜反射后，再经透镜折射回到矢孔屏上。
这时在矢孔屏上看到一个与原物大小相等的倒立实像。
这时物屏到凸透镜光心的距离即为此凸透镜的焦距。
（2）物距像距法如图2所示，用屏上“1” 字矢孔作为发光物，经过凸透镜折射后成像在另一侧的观察屏上。
在实验中测得物距u 和像距v ，则凸透镜的焦距为vu uvf +=用自准直法和物距像距法测凸透镜焦距时，都必须考虑如何确定光心的位置。
光线从各个方向通过凸透镜中的一点而不改变方向，这点就是该凸透镜的光心。
凸透镜的光心一般与它的几何中心不重合，因而光心的位置不易确定，所以上述两种方法用来测定凸透镜焦距是不够准确的，误差约为1.0%~5.0%。
图1 自准直法测焦距 图2 物距像距法测焦距（3）位移法如图3所示，若取光矢孔物屏与观察屏之间的距离f D 4>，且实验过程中保持不变时，移动透镜L ，当它距离物为u 时，观察屏上得到一个放大的清晰的像；当它距离物为u '时，观察屏上得到一个缩小的清晰的像。
根据几何关系和光的可逆性原理，得D v u v u ='+'=+d v v u u ='-=-' v u =' u v ='代入式（3-20-2）得Dd D f 422-=图3 位移法测焦距从上式可知，只要测得物屏与观察屏之间的距离D 和两次成像透镜之间的距离d ，即可求出凸透镜的焦距f 。
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
电 子 科 技 大 学实 验 报 告学生姓名： 学 号： 指导教师： 实验地点：科技实验大楼104室 实验时间： 一、实验室名称：透镜焦距的测定 二、实验项目名称：透镜焦距的测定三、实验学时：3学时 四、实验原理：1．测凸透镜的焦距（1）自准直法如图1所示，用屏上“1”字矢孔屏作为发光物。
在凸透镜的另一边放置一平面反射镜，光线通过凸透镜后经平面反射镜返回孔屏上。
移动透镜位置可以改变物距的大小，当物距正好是透镜的焦距时，物上任意一点发出的光线经透镜折射后成为平行光，经平面镜反射后，再经透镜折射回到矢孔屏上。
这时在矢孔屏上看到一个与原物大小相等的倒立实像。
这时物屏到凸透镜光心的距离即为此凸透镜的焦距。
（2）物距像距法如图2所示，用屏上“1” 字矢孔作为发光物，经过凸透镜折射后成像在另一侧的观察屏上。
在实验中测得物距u 和像距v ，则凸透镜的焦距为vu uvf +=用自准直法和物距像距法测凸透镜焦距时，都必须考虑如何确定光心的位置。
光线从各个方向通过凸透镜中的一点而不改变方向，这点就是该凸透镜的光心。
凸透镜的光心一般与它的几何中心不重合，因而光心的位置不易确定，所以上述两种方法用来测定凸透镜焦距是不够准确的，误差约为1.0%~5.0%。
图1 自准直法测焦距 图2 物距像距法测焦距（3）位移法如图3所示，若取光矢孔物屏与观察屏之间的距离f D 4>，且实验过程中保持不变时，移动透镜L ，当它距离物为u 时，观察屏上得到一个放大的清晰的像；当它距离物为u '时，观察屏上得到一个缩小的清晰的像。
根据几何关系和光的可逆性原理，得D v u v u ='+'=+ d v v u u ='-=-' v u =' u v ='代入式（3-20-2）得Dd D f 422-=图3 位移法测焦距从上式可知，只要测得物屏与观察屏之间的距离D 和两次成像透镜之间的距离d ，即可求出凸透镜的焦距f 。
测薄透镜焦距实验报告
测薄透镜焦距实验报告
实验目的：
通过测量薄透镜的物距和像距，计算出其焦距，验证薄透镜公式。
实验器材：
薄透镜、光学台、目镜、卡尺、灯泡、电极丝、透镜架、毛玻璃纸等。
实验步骤：
1.将透镜架放在光学台上，调整透镜架的高度，使透镜的中心与光轴重合。
2.调整灯泡和电极丝的距离，使射出来的光线尽可能平行，并将光线通过透镜。
在透镜另一端放置一张毛玻璃纸。
3.将目镜放到透镜的一侧，在透镜的近焦点处调节目镜，找到清晰的像点，记录下物距和像距的值。
4.再将目镜放到透镜的另一侧，在透镜的远焦点处重复步骤3。
5.通过测量得到的物距和像距，计算出透镜的焦距。
实验结果：
物距p（cm）像距q（cm）
30.1 20.3
50.0 33.1
80.3 53.0
通过计算得到透镜的焦距f的值为14.8cm，14.7cm和14.9cm，取平均值得到透镜的焦距f=14.8cm。
实验结论：
通过实验测量得到的焦距值与理论值十分接近，验证了薄透镜
公式的正确性。
实验中还发现，当物距和像距相等时，透镜的焦
距就是它们的值。
实验反思：
实验中需要在光线测量和数据处理上花费较多耐心和时间，尤
其是射出的光线不够平行时，需要反复调节才能测量到准确值。
此外，在后续的数据处理中，在计算透镜的焦距时，需要对多次
测量的值取平均值，避免因为个别数据的偏差影响结论的正确性。
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一、实验目的1、加深对薄透镜成像规律的理解。
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操作和测量技巧。
二、实验原理1、薄透镜成像公式当光线通过薄透镜时，会发生折射，遵循薄透镜成像公式：1/u ＋1/v ＝ 1/f ，其中 u 为物距，v 为像距，f 为焦距。
2、自准直法当物与透镜之间的距离为无限远时，通过透镜后的光线会变成平行光。
若在透镜后放置一个与主光轴垂直的平面镜，反射光再次通过透镜后会成像在物所在的位置，此时物屏到透镜的距离即为焦距。
3、物距像距法分别测量物距 u 和像距 v ，然后通过成像公式计算出焦距 f 。
4、共轭法移动透镜，在物和像屏之间分别得到放大和缩小的实像，根据物像共轭关系和成像公式，可求出透镜的焦距。
三、实验仪器光具座、薄透镜、蜡烛、光屏、光源、直尺等。
四、实验步骤1、自准直法（1）将光源、凸透镜和平面镜依次放置在光具座上，调整它们的高度和位置，使三者的中心大致在同一水平直线上。
（2）打开光源，移动凸透镜，直到在物屏上看到清晰的等大的倒立的像，此时物屏到透镜的距离即为焦距 f ，测量并记录数据。
2、物距像距法（1）将蜡烛作为物放置在光具座的一端，凸透镜放在中间位置，光屏放在另一端。
（2）移动蜡烛和光屏，直到在光屏上得到清晰的倒立的实像。
（3）分别测量物距 u 和像距 v ，多次测量取平均值，根据成像公式计算出焦距 f 。
3、共轭法（1）将光源放在光具座的一端，凸透镜放在光具座中间位置，光屏放在光具座的另一端。
（2）移动凸透镜，在光屏上得到一个清晰的放大的实像，记录此时凸透镜的位置 x1 。
（3）继续移动凸透镜，在光屏上得到一个清晰的缩小的实像，记录此时凸透镜的位置 x2 。
（4）根据共轭法的公式 f ＝（L^2 d^2) ／ 4L 计算出焦距 f ，其中L 为 x1 和 x2 之间的距离，d 为物屏到像屏的距离。
五、实验数据记录与处理1、自准直法测量次数 1 2 3物屏到透镜的距离（cm） 1820 1815 1818平均值（cm） 18182、物距像距法测量次数物距 u（cm）像距 v（cm）1 2500 16672 2800 14003 3000 1200平均值 2767 1422根据 1/u ＋ 1/v ＝ 1/f ，计算得 f ＝ 917cm 。
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透镜O
像B
1307.2
99.3
1307.2
851.2
458.1
456
393.1
211.1
1307.2
1142.9
1062.1
164.3
80.8
54.2
1307.2
1165.8
1078.9
141.4
86.9
53.8
其中s为物与透镜的距离， 为像与透镜的距离
透镜焦距测量实验报告
姓名：陈岩松
学号：5501215012
班级：2015级本硕实验班
学院：高等研究院
一、实验目的：
1.加深理解薄透镜成像规律，观察凹透镜成像规律，测量虚像位置。
2.学习策略焦距方法：成像法，自准法，共轭法，测凹透镜焦距。
3.通过实验了解望远镜和显微镜的基本原理，掌握其使用方法。
4.通过实际测量，了解显微镜，望远镜的主要光学参数。
5.透镜表面有部分磨损导致误差。
7、原始数据
（学习的目的是增长知识，提高能力，相信一分耕耘一分收获，努力就一定可以获得应有的回报）
254.0
55.9
其中D是物与屏之间距离，d是透镜两次成像的位移大小。
2.凹透镜焦距测量（单位：mm）
物A
凸透镜O1
凹透镜O2
像
像
1307.2
844.8
545.8
465.1
171.5
80.7
374.3
102.9
1307.2
844.8
538.2
465.1
273.0
73.1
265.2
100.9
1307.2
844.8
499.9
465.1
333.8
34.8
166.1
44.0
1307.2
844.8
505.2
465.1
234.1
40.1
271.1
47.1
其中s是像 到凹透镜的距离， 像 到凹透镜的距离
六、误差分析：
1.距离读数误差；
2.像成像有可能不是最清晰，存在误差；
3.移动透镜时未移到准确位置；
4.第二次测量凹透镜的焦距误差较大，可能是因为物镜之间的距离较小，使得误差放大；
成像法：发出的光线经凸透镜后形成大小适中的实像，然后放入待测凹透镜，就能使虚物产生实像，分别测出两处的距离。
5、实验数据与处理：
1.凸透镜焦距测量
（1）自准法：（单位mm）
物
透镜
1094.5
1307.2
212.7
1093.6
1307.8
214.8
其中S为物与透镜之间的距离。
（2）物象法（单位：mm）
2.凹透镜焦距测定
成像法：使物AB发出的光线经凸透镜 后形成大小适中的实像 ，然后在 和 放入待测凹透镜 ，就能使虚物 产生实像 ，分别测出 到 和 距离 和 ,根据 求出 像方焦距 。
三、实验仪器：
光具座，凸透镜，凹透镜，光源，物屏，平面反射镜，水平尺，滤光片。
四、实验内容和步骤：
（1）凸透镜焦距测定
自准法：移动透镜，使焦平面形成一个与原物大小相等方向相反的倒立实像，测出物屏与透镜的距离。
成像法：将薄透镜置于空气中时，得到清晰的像时测出物距和像距。
共轭法：使物屏距离 ，沿光轴方向移动透镜，在像屏上观察到二次成像，物距为 时，得放大倒立实像，物距为 时得缩小倒立实像，测出透镜两次成像之间位移。
（2）凹透镜焦距测定
（3）共轭法（单位：mm）
物B
屏B
D
d
1307.2
954.5
775.2
429.8
877.4
179.3
210.2
1307.2
994.8
638.2
332.9
974.3
356.6
210.9
1307.2
1240.9
919.8
853.8
453.4
321.1
56.5
1307.2
1238.9
984.9
917.9
389.3
（2）成像法：在近轴光线条件下，薄透镜成像高斯公式：
将薄透镜置于空气中时，焦距为
为像方焦距， 为物方焦距， 为像距， 为物距
（3）共轭法：使物屏距离 保持不变，沿光轴方向移动透镜，必能在像屏上观察到二次成像。设物距为 时，得放大倒立实像，物距为 时得缩小倒立实像，透镜两次成像之间位移为d根据透镜公式，推得：
5.了解视放大率等概念并学习其测量方法，并能进行测量。
二、实验原理：
1.凹透镜焦距测定
（1）自准法：如图所示，在待测透镜L一侧放置杯光源照射的物屏AB，另一侧放平面反射镜M，移动透镜，当物屏AB正好位于凸透镜之前的焦平面时，AB任一点发出的光线经透镜折射后变成平行光线，被平面反射镜反射回来，再经透镜折射后，仍聚在焦平面上，形成一个与原物大小相等方向相反的倒立实像 ，此时物屏与透镜的距离就是焦距