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《薄透镜焦距的测量》参考答案和评分标准
预习报告(20分)
实验目的
学会简单光学系统的共轴调节;
掌握几种测量薄透镜焦距的方法.
实验仪器
光具座及配件、凸透镜、凹透镜、平面反射镜
实验原理
凸透镜焦距的测量方法
自准法
位移法
凹透镜焦距的测量方法
物距像距法
实验内容和步骤
光学系统的共轴调节
测凸透镜的焦距
测凹透镜的焦距
评分要点：
要有实验名称、实验目的、实验原理、实验内容和步骤。（5分）
实验原理的书写要求用以自己的语言，言简意赅的语言表述清楚。（5分）
要绘制好填充测量数据所需要的表格。（5分）
报告的书写要整洁规范。（5分）
数据采集与实验操作(40分)
评分要点：
1、不能用手直接摸透镜的表面。（5分）
2、是否调节共轴。（5分）
3、对实验的原理是否掌握。（10分）
4、实验操作的熟练程度。（15分）
是否读出合理的数据。（5分）
数据记录和数据处理(30分)
a．自准法测凸透镜的焦距（10分）
测次
透镜位置/cm
屏位置/cm
焦距f/cm
左
右
平均
1
28．20
28．30
28．25
10．00
18．25
2
28．30
28．40
28．35
10．00
18．35
3
28．30
28．35
28．325
10．00
18．325
4
28．30
28．35
28．325
10．00
18．325
5
28．35
28．40
28．375
10．00
18．375
6
28．30
28．40
28．35
10．00
18．35
平均
28．29
28．37
28．33
10．00
18．33
f±△f=18.33±0.05(cm)
E=0.27％
b.位移法测凸透镜焦距（10分）
次数
D/cm
d/cm
F=(D-d)(D-d)/4D
△f(cm)
1
80.00
60.50-38.90=21.60
18.54
0.00
2
80.00
60.40-39.00=21.40
18.56
0.02
3
80.00
60.50-38.90=21.60
18.54
0.00
4
80.00
60.50-38.95=21.55
18.55
0.01
5
80.00
60.60-38.90=21.70
18.52
0.02
6
80.00
60.50-39.00=21.50
18.55
0.01
平均
80.00
21.56
18.54
0.01
f±△f=18.54±0.05(cm)
E=0.27％
c.物距-像距法测凹透镜焦距（10分）
次数
物距（cm）
像距（cm）
焦距（cm）
△f(cm)
1
-8.93
13.93
-24.88
0.81
2
-8.95
13.95
-24.97
0.72
3
-9.27
14.27
-26.46
0.77
4
-9.20
14.20
-27.26
1.57
5
-9.44
14.44
-26.13
0.44
6
-8.83
13.83
-24.42
1.27
平均
-9.10
14.09
-25.69
0.93
f±△f=-26±1(cm)
E=3.6％
评分要点：
1、每个处理过程10分，焦距的计算5分，误差的处理5分。
2、误差的表示形式要注意，特别要注意有效数字。
六．思考题（10分）
（1）利用f=(D+d)(D-d)/4D测量凸透镜焦距有什么优点？
答这种方法可以不用测量透镜的位置，从而避免透镜中心位置的不确定而带来物距和相距的误差。
（2）为什么在本实验中利用1/u+1/v=1/f测焦距时，测量u和v都用毫米刻度的米尺就可以满足要求？设透镜由于色差和非近轴光线引起的误差是1％。
答设物距为20cm，毫米刻度尺带来的最大误差为0.5mm，其相对误差为0.25％，故没必要用更高精度的仪器。
（3）如果测得多组u，v值，然后以u+v为纵轴，以uv为横轴，作出实验的曲线属于什么类型，如何利用曲线求出透镜的焦距f。
答直线；1/f为直线的斜率。
（4）试证：在位移法中，为什么物屏与像屏的间距D要略大于4f？
由f=(D+d)(D-d)/4D→D2-4Df=d2→D(D-4f)=d2因为d0andD0故D4f
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