透鏡焦距測量與光學(xué)設(shè)計(共7頁)

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： 透鏡焦距測量與光學(xué)設(shè)計 學(xué)院： 化學(xué)學(xué)院 專業(yè)班級： 應(yīng)用化學(xué)164班 學(xué)生姓名： 劉家玲 學(xué)號： 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)： 物理實(shí)驗(yàn)樓609 實(shí)驗(yàn)時間： 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、共軛法測量凸透鏡焦距；用成像法測量凹透鏡焦距；3.觀察透鏡的像差。4.通過實(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.通過實(shí)際測量，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)其測量方法。 &#

2、160;     二、實(shí)驗(yàn)原理： 凸透鏡焦距的測量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，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:測得量需添加符號，求得量則根據(jù)求得結(jié)果中的符號判斷其物理意義。 2.共軛法使物與屏間的距離D>4f并保持不變，沿光軸方向移動透鏡，則必能在像屏上觀察到二次成像

3、.設(shè)物距為s1時，得放大的倒立實(shí)像；設(shè)物距為s2時，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之間放入待測凹透鏡L2，就能使虛物AB產(chǎn)生一實(shí)像AB,分別測出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)中分別測出物距s和像距s,即可求出該透鏡的焦距f。2. 共軛法測凸透鏡的焦距 粗測凸透鏡焦距，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)移動透鏡

5、并仔細(xì)觀察，成像清晰時讀數(shù)，使物與屏間的距離D>4f并保持不變，沿光軸方向移動透鏡，則必能在像屏上觀察到二次成像.設(shè)物距為s1時，得放大的倒立實(shí)像；設(shè)物距為s2時，得縮小的倒立實(shí)像，重復(fù)操作取平均值。 3.成像法測凹透鏡焦距先使物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之間放入待測凹透鏡L2，就能使虛物AB產(chǎn)生一實(shí)像AB,分別測出L2到AB和AB之間的距離s2,s2即可求出焦距f2.4. （1）設(shè)計放大倍率為4的開普勒望遠(yuǎn)鏡，并對其放大率進(jìn)行實(shí)際測量。（2） 設(shè)計放大倍率為4的伽利略望遠(yuǎn)鏡，并對其放大率進(jìn)行實(shí)際測量。（3） 設(shè)計一視放大率為15的顯微鏡，目鏡

6、焦距50mm，并對其放大率進(jìn)行實(shí)際測量。五、數(shù)據(jù)記錄與處理1.成像法測凸透鏡的焦距物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.成像法測凹透鏡的焦距物A(cm)輔助凸透鏡O1（cm）像A、(cm)被測凹透鏡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不確定度的計算：6、 誤差分析1.薄凹透鏡測量相對不確定度較大的原因科能是在測量時沒有移動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，則相對不確定書也較大。2.沒有標(biāo)準(zhǔn)的平行光源。3.透鏡對于不同頻率的光,焦距不同。4.光具座的標(biāo)尺本身有誤差，并且讀數(shù)也會造成誤差。5.光束偏離