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文档简介
薄透镜焦距的测量,实验目的 测量透镜焦距的方法很多。本实验采用最简便、最常用的平面镜自准法、物距像距法(包括位移法)。 1、 学习测量薄透镜焦距的几种方法。 2、 加深对透镜成像规律的理解。 3、 初步掌握调整光学系统成共轴的方法。 光学仪器种类繁多,而透镜是光学仪器中最基本的元件。而反映透镜特性的基本参数是焦距。,实验仪器,1.光具座 2.白炽灯 3.凸透镜、凹透镜 4.物屏、像屏 5.平面镜,测量薄透镜焦距的方法很多,原理不尽相同,但最根本的出发点都是物像公式。 1、凸透镜焦距的测量 (1)利用平行光测量焦距 透镜面向远处物体,使其在与镜面平行的屏上呈现清晰的像,用米尺量出透镜中心至屏的距离,即为透镜焦距的大小。 特点:简便迅速。 缺点:不够精确。,实验原理,(2)自准法(平面镜法),这是许多光学仪器调节的基础方法,要熟练掌握。如分光计中望远镜的调节。 此法的优点:直观、方便、快速。缺点:误差较大。光路原理如下:,(3)物像距法:,可以分三种情况进行: (1) (2) (3) 注意观察像的特点。,(4)位移法(两次成像法、共轭法、贝塞尔法) 这是许多光学仪器、光路共轴调节的基础方法,要熟练掌握。此法的优点:避免了在测量物距、像距时由于估计透镜光心不准所带来的误差。 注意:经过分析知,L以刚刚等于4f为好,这样误差较小。 光路原理如下:,计算公式: 2.凹透镜焦距的测定 (1) 利用平行光测量焦距 (2) 自准法(平面镜法) 依据: = O2P,(3)物像距法(辅助凸透镜的方法),其中, 物P的实像P1作为凹透镜的虚物成实像P2。,1、做光路的同轴等高的调节 (1)粗调 (2)细调:利用两次成像法,大像追小像。 注意:若光学系统有多个透镜,则应先调好有关一个透镜的共轴,不再变动;再逐个加入其余透镜,调节后面增加的透镜的光轴使其与原透镜的光轴一致(即使同一物的中心在屏上所成像的位置不变)。 这是光路调节的基本步骤,要掌握。 1、 测量凸透镜的焦距 (1) 平行光法 (2) 自准法,实验内容,注意: 平面镜要尽量靠近透镜,这样像的亮度强。 透镜的位置用左右逼近法确定。 要去伪存真,找到所需(注意透镜的凹面反射像的位置)。 (3)物像距法 可以分三种情况进行:,注意:以刚刚等于 为好,这样误差较小。,1、 测量凹透镜的焦距 (1) 平行光法,(3)物像距法 凸透镜成的像要尽量的小些,凹透镜成的像要尽量的大些。 透镜的位置用左右逼近法确定。,(2) 自准法 凸透镜成的像要尽量的小些,凹透镜成的像要尽量的大些。 平面镜要尽量靠近透镜,这样像的亮度强。 透镜的位置用左右逼近法确定。 要去伪存真,找到所需(注意透镜的凹面反射像的位置)。,数据处理,1、测量凸透镜的焦距 (2)自准法,单位:cm,结果表示:,(3)物像距法,(1) (4) 共轭法 单位:cm,分析:L越大,误差越大。L以刚刚等于 为好。要求学生在相同的物像间距下重复测量多次取平均值。,2、测量凹透镜的焦距 (1)自准法 单位:cm,结果表示:,(2)物像距法,实验讨论 1、同轴等高的调节 若光学系统有多个透镜,则应先调好一个透镜的共轴,不再变动;再逐个加入其余透镜,调节后面增加的透镜的光轴使其与原透镜的光轴一致(即使同一物的中心在屏上所成像的位置不变)。 2、清晰像的判断 边界清晰、不变形、亮度高。用左右逼近法读数。 3、物像距法中系统误差的消除 由于透镜的光心不一定在底座刻线的平面内,所测得的结果可能偏大或偏小,要消除这一系统误差,可以将透镜
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