薄透镜焦距的测定-wgd.ppt

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1、薄透镜焦距的测定,尉国栋 Tel:643252E-mail,透镜是按几何光学原理设计由透明材料加工而成的基本光学元件，早期的单透镜是两个球面（其中有一个可以是平面）组成的，为了消除象差，改善成像质量，人们设计了各种各样的组合透镜，发明了望远镜、显微镜，大大扩展了人眼的视界。因此可以说透镜成像在科学技术上的作用非常重要，了解单透镜的基本性质和参数测量方法是很有意义的。将为进一步学习光学技术以及正确使用光学仪器打下基础。,背景介绍,一、实验目的,1、了解薄透镜成像规律2、掌握光具座各元件的同轴等高的调节方法3、掌握测定薄透镜的各种方法,透镜面向远处物体，使其在与镜面平行的屏上呈现清晰的像，用米尺量

2、出透镜中心至屏的距离，即为透镜焦距的大小。特点：简便迅速。缺点：不够精确。,二、实验原理,测量薄透镜焦距的方法很多，原理不尽相同，但最根本的出发点都是物像公式。,1、凸透镜焦距的测量（1）利用平行光测量焦距,光路图如下图所示。当物体A处在凸透镜的焦距平面时，物A上各点发出的光束，经透镜后成为不同方向的平行光束。若用一与主光轴垂直的平面镜将平行光反射回去，则反射光再经透镜后仍会聚焦于透镜的焦平面上，此关系就称为自准直原理。所成像是一个与原物等大的倒立实像A。所以自准直法的特点是，物、像在同一焦平面上。自准直法除了用于测量透镜焦距外，还是光学仪器调节中常用的重要方法。,2、自准直法 测定凸透镜焦距

3、,3、物距-像距法,式中s、s、f 分别为物距、像距、像方焦距。公式中的各物理量的符号，我们规定：光线自左向右传播，以薄透镜中心为原点量起，若其方向与光的传播方向一致者为正，反之为负。运算时，已知量须添加符号，未知量则根据求得结果中的符号判断其物理意义。,4、共轭法（两次成像法）,式中D、f 分别为物像间距、凸透镜两次移动间距、焦距,5、用物距-像距法测凹透镜的焦距,实物AB经凸透镜L1成像于AB。在L1和AB之间插入待测凹透镜L2，就凹透镜L2而言，虚物AB又成像于AB。实验中，调整L2及像屏至合适的位置，就可找到透镜组所成的实像AB。因此可把O2A看为凹透镜的物距u，O2A看为凹透镜的像距

4、v，则由成像公式可得,1、光路同轴等高的调节,三、实验内容及注意事项,先将透镜、物、光屏等放在光具座上，先将他们靠拢，调节其高低及左右位置，使其中心大概在与光具座平行的一条直线上，并使透镜、物、光屏等平面平行且与光具座垂直。,（1）粗调,近轴光线？,（2）细调,利用两次成像法，大像追小像。若大像中心位置比小像中心位置偏低，则表示物偏高或透镜偏低;若大像中心偏高，则物偏低或透镜偏高。同理，若大像位置偏左则物偏右，大像中心偏右则物偏左。,直接测量量和间接测量分别是什么？平均值和不确定度都有谁？,四、数据处理和结果表示,结果表示：,1、测量凸透镜的焦距物距-像距法,表1 物距-像距法,不好在哪里？缺什么？,2、测量凸透镜的焦距共轭法,而直接测量量不确定度：,间接测量量不确定度：,结果表示：,L是一次测量量，x1的A类分量，d=X2-X1,表3 位移法（共轭法）测量凸透镜的焦距,五.实验仪器,光具架,光具座,接收屏,十字物屏,