薄透鏡焦距測量

薄透鏡焦距測量第一頁，共十四頁，2022年，8月28日

薄透鏡成像公式在近軸光束的條件下,薄透鏡的成像公式為:

為物距,為像距,為焦距。實物、實像時,為正;虛物、虛像時為負。凸透鏡為正；凹透鏡為負。

注意：以下光路圖即為各光具的擺放和操作示意

第二頁，共十四頁，2022年，8月28日自準(zhǔn)法測凸透鏡焦距移動6次反射鏡第三頁，共十四頁，2022年，8月28日位移法測凸透鏡焦距移動6次第四頁，共十四頁，2022年，8月28日物距像距法測凹透鏡焦距實物經(jīng)凹透鏡不能在屏上生成實像，可借助凸透鏡給凹透鏡生成一個虛物像，最后再由凹透鏡生成一個實像。移動6次第五頁，共十四頁，2022年，8月28日

實驗內(nèi)容與步驟:1.光學(xué)系統(tǒng)的共軸調(diào)節(jié):

調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)共軸,是減小誤差、確保實驗成功的重要步驟。所謂“共軸”，是指各光學(xué)元件（如光源、物、鏡)的主光軸重合。分兩步進行：

a.粗調(diào):將放置在光具座上的各光學(xué)元件靠攏在一起,用眼觀察,調(diào)節(jié)它們的中心在同一高度,且連線(光軸)平行于導(dǎo)軌。

b.細調(diào):移動各光學(xué)元件,利用透鏡成像規(guī)律（位移法）,大小不同的像生在不同位置,調(diào)節(jié)透鏡的高底或左右位置,使這些大小不同的像的中心在屏上的位置重合,則說明光學(xué)系統(tǒng)已經(jīng)共軸。第六頁，共十四頁，2022年，8月28日

用自準(zhǔn)法測量凸透鏡的焦距:

在物屏(“1”字屏）與平面鏡之間緩慢移動凸透鏡直到在屏上生成清晰、明亮且與物等大的倒像。要求:每次改變物(屏)位置，測量六次，結(jié)果以表示。注：1.測量時記錄的是位置，而不是長度2.讀數(shù)時，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)：或從光具座左邊或從右邊讀

3.盡量把不動的物件如“1”字屏放在導(dǎo)軌的整數(shù)部位，以便容易算出或估計出f

第七頁，共十四頁，2022年，8月28日測量次數(shù)透鏡位置/cm“1”屏位置

/cm焦距f

/cm128.2510.0018.2523456平均a，自準(zhǔn)法測凸透鏡的焦距第八頁，共十四頁，2022年，8月28日

3.用位移法測量凸透鏡的焦距:

要求:在不同D值的條件下測六次,記錄測量數(shù)據(jù)，用公式分別計算出f,將結(jié)果以表示。注：1.測量6次每次變換D,

向大的方向變0.5或1cm

第九頁，共十四頁，2022年，8月28日測量次數(shù)D(cm)d(cm)像屏-物屏u2-u112…..56平均b，位移法測凸透鏡的焦距80.0021.6018.54第十頁，共十四頁，2022年，8月28日

注意：

a.作為凹透鏡的虛物,凸透鏡一定要生成縮小的實像,讀數(shù)后不變。

b.選擇凹透鏡的物距u

值，在能成像的前提下盡可能大。原始數(shù)據(jù)要求每個表格至少算出兩個f,簽上自己名字，交老師批改簽字，數(shù)據(jù)處理Δf用平均誤差法計算。4.用物距像距法測量凹透鏡的焦距:

要求:凸透鏡得到的虛物位置不變,插入凹透鏡后,移動像屏得到清晰放大的實像,測量出像距,記錄測量數(shù)據(jù)。要求測量六次,每次改變凹透鏡的位置

分別用公式計算出f。第十一頁，共十四頁，2022年，8月28日測量次數(shù)物距u(cm)像距v(cm)凹鏡-虛物像屏-凹鏡12…56平均c，物距-像距法測凹透鏡的焦距-13.8043.80-20.15第十二頁，共十四頁，2022年，8月28日思考題P281，3預(yù)習(xí)下次課內(nèi)容：實驗7楊氏模量的測量