用自準(zhǔn)法測薄凸透鏡焦距精編版

1、實(shí)驗(yàn)一用自準(zhǔn)法測薄凸透鏡焦距一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握簡單光路的分析和調(diào)整方法2、了解、掌握自準(zhǔn)法測凸透鏡焦距的原理及方法3、掌握光的可逆性原理測透鏡焦距的方法4、掌握光的可逆性原理的光路調(diào)節(jié)二、實(shí)驗(yàn)原理（一）光的可逆性原理當(dāng)發(fā)光點(diǎn)（物）處在凸透鏡的焦平面時， 它發(fā)出的光線通過透鏡后將成為一束平行光。若用與主光軸垂直的平面鏡將此平行光反射回去， 反射光再次通過透鏡后仍會聚于透鏡的焦平面上，其會聚點(diǎn)將在發(fā)光點(diǎn)相對于光軸的對稱位置上。光的可逆性原理：當(dāng)光線的方向返轉(zhuǎn)時，它將逆著同一路徑傳播。 借此原理可測量薄凸透鏡的焦距，實(shí)驗(yàn)原理見圖 1-1圖1-1當(dāng)物 P在焦點(diǎn)處或焦平面上時，經(jīng)透鏡后光是平行光束，經(jīng)

2、平面鏡反射再經(jīng)透鏡后成像于原物 P處（記為 Q）。因此， P點(diǎn)到透鏡中心 O點(diǎn)的距離就是透鏡的焦距 f。（二）自準(zhǔn)法如圖 1-2 所示，將物 AB 放在凸透鏡的前焦面上，這時物上任一點(diǎn)發(fā)出的光束經(jīng)透鏡后成為平行光， 由平面鏡反射后再經(jīng)透鏡會聚于透鏡的前焦平面上， 得到一個大小與原物相同的倒立實(shí)像 A B。此時，物屏到透鏡之間的距離就等于透鏡的焦距 f 。圖 1-2自準(zhǔn)法測薄透鏡焦距光路圖1三、主要儀器及耗材1：白光源 S（ GY-6A ）6：三維調(diào)節(jié)架(SZ-16)2：物屏 P （ SZ-14）7：二維平移底座(SZ-02)3：凸透鏡 L （ f =190 mm）8：三維平移底座(SZ-01)

3、4：二維架（ SZ-07）或透鏡架（ SZ-08）9-10：通用5：平面鏡 M 底座（ SZ-04）四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟（一）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、光學(xué)系統(tǒng)共軸的調(diào)節(jié)。1、a2；則焦距2、利用可逆性原理測薄透鏡的焦距，分別記下P和L的位置 a為 ： fa,a2 a1、將透鏡轉(zhuǎn)過0，記下 P和L 的位置 b1、b2；則焦距為,b2 b13180fb4、綜合焦距為： f ,( f a,fb, )2（二）實(shí)驗(yàn)步驟1、光路如圖 1-3 所示，先對光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行共軸調(diào)節(jié)，實(shí)驗(yàn)中，要求平面鏡垂直于導(dǎo)軌；2、移動凸透鏡，直至物屏上得到一個與物大小相等，倒立的實(shí)像；3、調(diào) M 鏡，并微動 L，使像最清晰且與物等大（充滿同一

4、圓面積）；4、分別記下 P和L的位置 a1、a2；5、將 P和L都轉(zhuǎn) 1800之后，重復(fù)做前 4步；6、記下 P和 L新的位置 b1、b2；7、計算： f a,a2a1 ；f b,b2 b1f ,( f a,fb, )22圖 1-3 實(shí)驗(yàn)裝置圖五、數(shù)據(jù)處理與分析1、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄 表 1-1，也可自擬表格；2、按表格中所列各項(xiàng)利用高斯公式計算出透鏡的焦距。求出 f 及 f后計算標(biāo)準(zhǔn)誤差寫成 f=f ± f 形式；3、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，討論誤差形成原因。表 1-1 自準(zhǔn)法單位：厘米次數(shù)a2b1b2fa1n123平均值f=_± _ _cmEf =_%六、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、使用光學(xué)元器件要注意問題。例如，光學(xué)器件的鏡面不要用手觸及，光學(xué)器件易碎，要輕拿輕放，用完后光學(xué)器件要規(guī)整、整齊，放回原處等。2、調(diào)共軸時，應(yīng)先用目測粗調(diào)，調(diào)節(jié)速度可更快一點(diǎn)。3、物面、透鏡面、平面鏡三個平面相互平行且垂直光軸。4、注意讀數(shù)應(yīng)以器件的中心為標(biāo)準(zhǔn)。七、思考題1、自準(zhǔn)法測凸透鏡焦距時，實(shí)驗(yàn)條件是什么？成像特點(diǎn)是什么?2、如果物是物體而不是一