透镜焦距测定.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,物理学院,薄透镜焦距的测量,实验室地点：主教,206,大学物理实验,1,、学习简单光学系统的同轴等高的调节方法。,2,、掌握用物距像距法、自准法、共轭法测凸透镜的焦距。,3,、用物距像距法测凹透镜的焦距。并写出合格的实验报告。,1,、光学系统的同轴等高的调节、透镜焦距的测量。,2,、光学系统的同轴等高的调节方法、凹透镜焦距的测量,一、实验目的,重点,、难点,测量透镜焦距的方法有许多，如平行光聚焦法、物距像距法等。本实验利用自准法、共轭法、物距像距法等测量透镜的焦距。,带标尺光具座一台，光学器件、支架底座若干，凸透镜一块，凹透镜一块，带箭矢物光孔电源一台，平面全反射镜一面，光屏等。,二、实验仪器,三、实验原理,光路：,（,1,）平行于主光轴的光线经透镜折射后过透镜的焦点；,（,2,）过透镜光心的光线经透镜时不改变方向。,1.,物距像距法测量凸透镜焦距,式中物距、像距、焦距都以凸透镜光心为坐标原点而,量取，,顺光线方向取正,，反之取负（如图,1,中示）。,(,或实物、实象取正；虚物、虚像取负；,凸透镜焦距取正，凹透镜焦距取负。,),图,2,自准法测凸透镜焦距,3,、共轭法,又叫位移法、二次成像法或,贝塞尔法,如图,3,所示：设凸透镜的焦距为,f,取箭矢物,AB,为坐标原点，箭矢物,AB,到光屏,P,的距离为,D4f,，,并在实验过程中保持,D,不变。,图,3,：共轭法测量凸透镜焦距,优点,：它可以准确测量,D,、,L,的值，从而避免了测量,U,的值时，难于找准凸透镜光心位置所造成的误差。,、,1,、物距像距法测量凹透镜焦距,（以透镜光心为坐标原点，,U,、,V,顺光线方向为正，逆光线方向为负号。）,（二）凹透镜焦距测量原理,图,4,一）、同轴等高的调节,1,、粗调：,在光具座上使各光具尽量靠拢，用眼睛观察各光学器件是否与箭矢物,AB,的中间点等高共轴。,等高调节：,升降调节各光学器件与箭矢物,AB,的中间点等高。,共轴调节：,调节各光学器件支架底座位移调节螺钉，使各光学器件的中心及箭矢物,AB,位于光具座中心轴线上，再调节各光学器件表面与光具座中心轴线垂直。,四、实验内容与步骤,2,、精调：,如图,3,所示：根据二次成像规律，首先取箭矢物,AB,到光屏,P,的距离为,D4f,后，两者固定。,凸透镜放在物与光屏间，移动凸透镜使光屏上看到放大和缩小的像，调节各光学器件支架底座位移调节螺钉及支架的高低位置，使光屏上看到放大和缩小像的中心点共轴（重合）。,（大像追小像）,同理调节凹透镜共轴，同轴等高的调节完成。,二）、实验内容,：,测量薄透镜的焦距，按实验表格进行。,1,、凸透镜焦距的测量,自准法测量凸透镜焦距,=,cm,；,=,cm,次数,项,目,1,2,3,4,5,（,2,）、共轭法测量凸透镜焦距,按图,3,所示放置光具，固定箭矢物，取屏的位置为箭矢物,AB,到光屏,P,的距离为,D4f,，并固定屏的位置不动，用“左右逼近法”移动透镜测成放大像时透镜的坐标位置,x,左,与,x,右,；及成小像时的坐标位置,x,左,与,x,右,重复测五次。,2,、凹透镜焦距的测量,（,1,）、物距像距法测量凹透镜焦距,按图,4,所示光路，固定箭矢物不动，移动凸透镜和光屏使物成倒立缩小的实像，固定凸透镜并记下其坐标,x,01,，及光屏的坐标,X,p1,；然后将凹透镜放入凸透镜与光屏之间，稍移动光屏和凹透镜，成清晰像后固定光屏并记录其坐标位置,x,p2,，再用“左右逼近法”移动凹透镜测成像清晰时凹透镜的位置坐标,x,左,02,与,x,右,02,，重复测,5,次求取平均值。,数据处理：,五、数据记录及数据处理,数据记录,:,（见前页,),六、实验注意事项,1,、注意同轴等高的调节。有些光具的轴不能固定，要注意 随时纠正物平面和镜平面与光轴垂直。,2,、作箭矢物的木盒子有些固定不太好，会涉及到修正值,x,因此也应细心调节箭矢物的位置与底座平行。,3,、测量物或像或光心的坐标时，要注意用“左右逼近法”准确测量：先测物或像或透镜底座的两侧的坐标再求平均值作为它们的坐标。,