薄透镜焦距的测量ppt课件

1一.实验目的:1.学会简单光学系统的共轴调节。2.掌握几种测量薄透镜焦距的方法。二.实验原理:1.透镜简介：a.薄透镜是指其厚度远远小于两球面曲率半镜的透镜。b.凸透镜也称为正透镜或会聚透镜,对光线起会聚作用;焦距越短,会聚本领越大。凸透镜的焦距为正f0。用它观察物体，起放大作用。2c.凹透镜也称为负透镜或发散透镜,对光线起发散作用;焦距越短,发散本领越大。凹透镜的焦距为负，f0。用它观察物体，起缩小作用。d.透镜的光轴:通过透镜光心的直线叫透镜的光轴。通过透镜光心,且垂直两球面的直线叫透镜的主光轴。其它通过透镜光心的直线皆为透镜的附光轴。主光轴附光轴32.透镜成像公式:Vuf111为物距,为像距,为焦距。uVf在近轴光束的条件下,薄透镜的成像公式为:它们的正.负规定为:实物.实像时,为正;Vu,Vu,透镜焦距为负。虚物.虚像时为负。凸透镜焦距为正；凹3.透镜焦距测量的方法:4LOABBAM由透镜成像公式,当像距时,,即当物体Vfu即为焦距;也就是说物体正好处于透镜的焦平面上。上各点发出的光经透镜后,变为不同方向的平行光,物距(1)用自准法测量凸透镜的焦距:用自准法测量凸透镜焦距的光路图u=f52oL1oL（2）用位移法测量凸透镜的焦距：当物体与像屏的间距时，透镜在区间移动,可在屏上两次成像，一次成清晰放大的实像,另一次成清晰缩小的实像。d为透镜的位移。ABfD4D11BA22BAM1u1V2V2uDAB1A1B2A2BMd用位移法测量凸透镜焦距的光路图6由上图中几何关系可得：fuDuVu111111111fduDduVu111111122duDduuDu11111111dDu211DdDf4227(3)用物距像距法测量凹透镜的焦距:uV2L2o1L1oAB实物经凹透镜不能在屏上生成实像，可借助凸透镜给凹透镜生成一个虚物，最后再由凹透镜生成一个实像。如图,在没有凹透镜时,物体AB经凸透镜L1后生成缩小倒立的实像。当和间插入凹透镜后,则便成为凹透镜的虚物；对而言，物距。该虚物经凹透镜再成实像，像距。BA1LBA2LBA2L2LAOu2BAAOV2MABAB8由透镜成像公式得:VnuVfuVoVouof由于:,,;故:三.实验内容:1.光学系统的共轴调节:调节光学系统共轴,是减小误差.确保实验成功的重要步骤。所谓“共轴”，是指各光学元件（如光源.物.透镜)的主光轴重合。具体分两步进行：a.粗调:将放置在光具座上的各光学元件靠拢在一起,用眼观察,调节它们的中心在同一高度,且连线(光轴)平行于导轨。9b.细调:移动各光学元件,利用透镜成像规律,大小不同的像生在不同位置,调节透镜的高底或左右位置,使这些大小不同的像的中心在屏上的位置重合,则说明光学系统已经共轴。2.用自准法测量凸透镜的焦距:在物(屏)与平面镜之间缓慢移动凸透镜直到在屏上生成清晰.明亮的与物等大的倒立实像。每次左移透镜.右移透镜;计录测量数据，求平均值。要求:不改变物(屏)位置，测量六次，结果以表示。fff103.用位移法测量凸透镜的焦距:要求:在同一D值的条件下测六次,计录测量数据，用公式分别计算出f,将结果以表示。fff4.用物距像距法测量凹透镜的焦距:要求:固定凸透镜的位置不变,每次同时改变凹透镜和像屏的位置,直到得到清晰放大的实像,测量出物距.像距,计录测量数据。要求测量六次;分别用公式计算出f,将结果以表示。fff112.用自准法测量凸透镜的焦距:在物屏(“1”字屏）与平面镜之间缓慢移动凸透镜直到在屏上生成清晰、明亮且与物等大的倒像。要求:每次改变物(屏)位置，测量4次，结果以表示。fff注：1.测量时记录的是位置，而不是长度2.读数时，统一标准：或从光具座左边或从右边读3.尽量把不动的物件如“1”字屏放在导轨的整数部位，以便容易算出或估计出f12测量次数透镜位置/cm“1”屏位置/cm焦距f/cm128.2510.0018.25234平均fffEa，自准法测凸透镜的焦距)(cmf133.用位移法测量凸透镜的焦距:要求:在不同D值的条件下测4次,记录测量数据，用公式分别计算出f,将结果以表示。注：1.测量4次每次变换D,向大的方向变0.5或1cmfff14测量次数D(cm)d(cm)像屏-物屏U2(小）-u1（大）1234平均DdDf422)(cmffffEb，位移法测凸透镜的焦距10.0090.0080.0060.5038.9021.6018.5415注意：a.作为凹透镜的虚物,凸透镜一定要生成缩小的实像,读数后不变。b.选择凹透镜的物距u值，在能成像的前提下尽可能大。原始数据要求每个表格至少算出两个f,签上自己名字，交老师批改签字，数据处理Δf用平均误差法计算,应考虑仪器误差=0.05cmfff4.用物距像距法测量凹透镜的焦距:要求:凸透镜得到的虚物位置不变,插入凹透镜后,移动像屏得到清晰放大的实像,测量出像距,记录测量数据。要求测量4次,每次改变凹透镜的位置分别用公式计算出f。16测量次数物距u(cm)像距v(cm)凹镜-虚物像屏-凹镜1234平均)(cmffffEc，物距-像距法测凹透镜的焦距vuuvf62.0075.80-13.80105.8062.0043.80-20.1517思考题•P28(1)(2).18