透鏡焦距測(cè)量與光學(xué)設(shè)計(jì)(共7頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上南昌大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱： 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)名稱： 透鏡焦距測(cè)量與光學(xué)設(shè)計(jì) 學(xué)院： 化學(xué)學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 應(yīng)用化學(xué)164班 學(xué)生姓名： 劉家玲 學(xué)號(hào)： 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)： 物理實(shí)驗(yàn)樓609 實(shí)驗(yàn)時(shí)間： 第三周星期一下午15:45點(diǎn)開始 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?#160;1.觀察薄凸透鏡、凹透鏡的成像規(guī)律；2.學(xué)習(xí)用成像法、共軛法測(cè)量凸透鏡焦距；用成像法測(cè)量凹透鏡焦距；3.觀察透鏡的像差。4.通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡的基本原理，并在導(dǎo)軌和光座上用透鏡自組望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡。5.通過(guò)實(shí)際測(cè)量，了解顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡的主要光學(xué)參量。6.了解視覺放大率的概念并學(xué)習(xí)其測(cè)量方法。 &#

2、160;     二、實(shí)驗(yàn)原理： 凸透鏡焦距的測(cè)量1. 成像法在近軸光線的條件下，薄透鏡成像的高斯公式為 1/s1/s=1/f擋將薄透鏡置于空氣中時(shí)，則焦距為： f=-f=ss/（s-s）f為像方焦距，f為物方焦距，s為像距，s為物距。 式中的各線距從透鏡中心（光心）量起，與光線行進(jìn)方向一致為正，反之為負(fù)，如圖所示.若在實(shí)驗(yàn)中分別測(cè)出物距s和像距s,即可求出該透鏡的焦距f，但應(yīng)注意:測(cè)得量需添加符號(hào)，求得量則根據(jù)求得結(jié)果中的符號(hào)判斷其物理意義。 2.共軛法使物與屏間的距離D>4f并保持不變，沿光軸方向移動(dòng)透鏡，則必能在像屏上觀察到二次成像

3、.設(shè)物距為s1時(shí)，得放大的倒立實(shí)像；設(shè)物距為s2時(shí)，得縮小的倒立實(shí)像，透鏡兩次成像之間的位移為d，根據(jù)透鏡成像公式，可推得： f=(D2-d2）/4D凹透鏡焦距測(cè)量3. 成像法 物AB發(fā)出的光線經(jīng)凸透鏡L1后形成一大小適中的實(shí)像AB,然后在L1與AB之間放入待測(cè)凹透鏡L2，就能使虛物AB產(chǎn)生一實(shí)像AB,分別測(cè)出L2到AB和AB之間的距離s2,s2即可求出焦距f2.4. 顯微鏡原理：由于經(jīng)過(guò)物鏡和目鏡的兩次放大，顯微鏡總的放大率應(yīng)是物鏡放大率和目鏡放大率e的乘積，即=-e,其中D=250mm是明視距離。5. 望遠(yuǎn)鏡原理：（1） .開普勒望遠(yuǎn)鏡由兩個(gè)凸透鏡組成，物鏡的像方焦點(diǎn)與目鏡的像方焦點(diǎn)重合，

4、如圖所示，望遠(yuǎn)系統(tǒng)的垂軸放大率僅僅取決于望遠(yuǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參量，與物距無(wú)關(guān)，即=-（2） .伽利略望遠(yuǎn)鏡：伽利略望遠(yuǎn)鏡是由薄凸透鏡和厚凹透鏡組成，物鏡的像方焦點(diǎn)與目鏡的像方焦點(diǎn)重合。3、 實(shí)驗(yàn)儀器：光具座、凸透鏡、凹透鏡、光源、物屏、平面反射鏡、水平尺和濾光片等。透鏡40mm，200mm各一件。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟：1.成像法測(cè)凸透鏡的焦距 從透鏡中心（光心）量起，與光線行進(jìn)方向一致為正，反之為負(fù)，在實(shí)驗(yàn)中分別測(cè)出物距s和像距s,即可求出該透鏡的焦距f。2. 共軛法測(cè)凸透鏡的焦距 粗測(cè)凸透鏡焦距，取D>4f并保持不變. 調(diào)節(jié)箭矢中點(diǎn)與透鏡共軸，并且應(yīng)使透鏡光軸盡量與光具座導(dǎo)軌平行，往復(fù)移動(dòng)透鏡

5、并仔細(xì)觀察，成像清晰時(shí)讀數(shù)，使物與屏間的距離D>4f并保持不變，沿光軸方向移動(dòng)透鏡，則必能在像屏上觀察到二次成像.設(shè)物距為s1時(shí)，得放大的倒立實(shí)像；設(shè)物距為s2時(shí)，得縮小的倒立實(shí)像，重復(fù)操作取平均值。 3.成像法測(cè)凹透鏡焦距先使物AB發(fā)出的光線經(jīng)凸透鏡L1后形成一大小適中的實(shí)像AB,然后在L1與AB之間放入待測(cè)凹透鏡L2，就能使虛物AB產(chǎn)生一實(shí)像AB,分別測(cè)出L2到AB和AB之間的距離s2,s2即可求出焦距f2.4. （1）設(shè)計(jì)放大倍率為4的開普勒望遠(yuǎn)鏡，并對(duì)其放大率進(jìn)行實(shí)際測(cè)量。（2） 設(shè)計(jì)放大倍率為4的伽利略望遠(yuǎn)鏡，并對(duì)其放大率進(jìn)行實(shí)際測(cè)量。（3） 設(shè)計(jì)一視放大率為15的顯微鏡，目鏡

6、焦距50mm，并對(duì)其放大率進(jìn)行實(shí)際測(cè)量。五、數(shù)據(jù)記錄與處理1.成像法測(cè)凸透鏡的焦距物A透鏡O 像A 焦距f平均焦距f厚透鏡121.12108.3899.405.275.25121.12110.28100.155.21121.12111.3199.885.28 薄透鏡127.7596.6639.9020.0920.10127.7593.9844.1020.14127.7590.3247.0420.072.共軛法測(cè)凸透鏡的焦距物A(cm)透鏡o（第一次位置）透鏡o（第二次位置）像A（cm）焦距f(cm)平均焦距f（cm）厚透鏡127.75120.50101.1594.405.535.51127.7

7、5120.8597.4890.905.50127.75121.1591.7585.385.49薄透鏡127.7596.3573.2040.8420.1920.28127.7597.4865.8235.6820.30127.7598.4059.9231.0020.363.成像法測(cè)凹透鏡的焦距物A(cm)輔助凸透鏡O1（cm）像A、(cm)被測(cè)凹透鏡O2（cm）像A、（cm）焦距f（cm）平均焦距f(cm)厚透鏡130.0090.0048.0050.9541.524.294.40130.0094.0046.2749.1242.054.77130.0095.0047.4850.6337.314.13薄透鏡130.00100.0035.9041.2026.008.1410.17130.0094.0046.2752.7237.8211.37130.0091.0048.0053.9241.1011.00不確定度的計(jì)算：6、 誤差分析1.薄凹透鏡測(cè)量相對(duì)不確定度較大的原因科能是在測(cè)量時(shí)沒有移動(dòng)到最清晰的像就開始讀數(shù)，導(dǎo)致得到的焦距與其他兩組的相差較大，則相對(duì)不確定書也較大。2.沒有標(biāo)準(zhǔn)的平行光源。3.透鏡對(duì)于不同頻率的光,焦距不同。4.光具座的標(biāo)尺本身有誤差，并且讀數(shù)也會(huì)造成誤差。5.光束偏離