实验三 单透镜焦距的测定.docVIP

姓名 班级 学号 实验三 单透镜实验 【实验目的】 1.学会凸透镜焦距测量的几种方法。 2.掌握简单光路的分析和光学元件同轴等高的调节方法。 3.熟悉光学实验的操作规则。 【实验原理】 在近轴光线的条件下，薄透镜成像的高斯公式为 ????????????????????????????? 当将薄透镜置于空气中时，则焦距 ???????????????????????????? 式中, f ′为像的焦距； f为物的焦距；s′为像距；s为物距。 式中的各线距均从透镜中心(光心)量起，与光线进行方向一致为正，反之为负，如图所示。若在实验中分别测出物距s和像距s′，即可用求出该透镜的焦距f′。但应注意:测得量须添加符号，求得量则根据求得结果中的符号判断其物理意义。 对于凸透镜焦距的测量，可用以下几种方法。 自准值法（平面镜反射法） 当物体AB位于凸透镜的焦平面上时，它发出的光线通过凸透镜后成为一束平行光，若在凸透镜的另一面放一与主光轴垂直的平面镜将平行光反射回去，反射光再次通过透镜后仍会聚于物体所在的焦平面上．即经透镜后像在物体成像在前焦平面上，这个像A′B′与原物体AB大小相等，是倒立的实象， 原理：物距=像距=2倍焦距时，物与像等大。 2）平行光法 位于焦点F上的物所发的光，经过透镜变成平行光，再经反射后，再物屏上得到清晰倒立的像。 3）位移法(又称为贝塞尔物像交换法) ?????????????? 可见，只要在光具座上确定物屏、像屏以及透镜二次成像时其滑座边缘所在位置，就可较准确的求出焦距f′。这种方法毋须考虑透镜本身的厚度，测量误差可达到1％。 【实验仪器】 光具座，凸透镜，光源，物屏，平面反射镜 【实验内容与步骤】 1.光具座上各光学元件同轴等高的调节 2. 平行光法测凸透镜焦距 要求6次 3、平面反射镜法测凸透镜焦距 要求6次 4.位移法测凸透镜焦距 要求6次 5、要求分别计算误差，并用误差表达式表达。 [数据与处理]： 1、平行光法 单位：cm 次数 透镜读数 光屏读数 焦距 F平均值 1 294 354 60 60 2 291 351 60 3 291 350 59 4 291 351 60 5 290 350 60 6 291 351 60 2、平面镜法 单位：cm 次数 透镜读数 物屏读数 焦距 平均值 1 189 129 60 60 2 186 126 60 3 180 120 60 4 185 125 60 5 187 128 59 6 191 131 60 3、位移法 单位：cm 次数 D d F 平均值 1 273 86 61.5 60.3 2 264 78 60.3 3 252 69 60.3 4 249 56 61.4 5 248 52 59.3 6 246 47 59.3 =　=0.40；0.40；0.78　 F凸=±　（ｃｍ）=60±0.4cm ;60±0.4cm ; 60.3±0.78cm 1 图： 薄透镜成像