用两次成像法测凸透镜焦距.doc

实验名称
用两次成像法测凸透镜焦距
实验目的
1、掌握位移法测透镜焦距的原理及方法
2、理解透镜的成像特性
实验装置（图2-1）
3

1：溴钨灯S 2：物屏P （SZ-14）
3：凸透镜L（f ，=190mm） 4：二维调整架（SZ-07）
5：白屏H （SZ-13） 6：二维调节架（SZ-16）
7：二维平移底座（SZ-02） 8-9：通用底座（SZ-01）

图2-1

实验原理
如果物体和屏的相对位置l不变，且间距d大于4f’时，凸透镜置于物屏之间， 移动凸透镜能在屏上得到两个清晰实象，如图2.1则可以证明透镜焦距为：

图2-1
如图2-1，取物体与像屏之间的距离L大于4倍凸透镜焦距f，即L>4f,并保持L不变。沿光轴方向移动透镜，则在像屏上必能两次成像。当透镜在位置I时屏上将出现一个放大清晰的像（设此物距为u，像距为v）；当透镜在位置II时，屏上又将出现一个缩小清晰的像（设此物距为u′，像距为v′），设透镜在两次成像时位置之间的距离为C，根据透镜成像公式，可得u= v′，u′=v又从图2-1可以看出：

f=uv/(u+v)=[(L-C)/2·(L+C)/2]/L=(L^2-C^2)/4L...........................

实验内容
1、光学系统共轴的调节。
2、改变物屏间距l，测出透镜间距d由再计算得透镜焦距。
3、透镜转过180o，测l，d，计算f’
实验步骤
1） 按图2-1沿米尺布置各器件并调至共轴 ；
2）紧靠米尺移动L，使被照亮的物体在屏H上成一清晰的放大像，记下 L的位 置a1和P与H间的距离l ；
3）再移动L，直至在像屏上成一清晰的缩小像，记下L的位置a2 ；
4）将P、L、H转180°（不动底座），重复做前3步，又得到L 的两个位置b1、 b2 ；
5)计算：
；
；
待测透镜焦距：
实验记录
物屏P= cm 白屏H= cm
L= cm
次数
数据
项目
A1
(cm)
A2
(cm)
B1
(cm)
B2
(cm)
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

平均值（cm）

实验数据处理
1) 、由公式可得：
= cm
=
2)、当透镜转过1800后
=
=
3) 、待测透镜焦距：
=
误差分析