共轭法凸透镜焦距的测量.doc

物理实验陈诉
实 验 名 称： 共轭法凸透镜焦距的丈量
学 院、 系：信工学院电信系
年 级、 班：2011级电信（2）班
学 生 姓 名：金秋含、李婷、王茹
指 导 教 师：刘浩

2012年6月25日
陈诉摘要
透镜是光学仪器中最根本的元件，反应透镜特性的一个主要参量是焦距，它决定了透镜成像的位置和性质(巨细、虚实、倒立)。对付薄透镜焦距丈量的准确度，主要取决于透镜光心及核心(像点)定位的准确度。本实验在光具座上采取共轭法丈量了3种凸透镜的焦距，以便了解透镜成像的规律，掌握光路调治技能，比力种种丈量要领的优缺点，为今后正确使用光学仪器打下良好的底子。
要害词
左右迫近法，同轴等高，共轭法，自准法，物距像距法，误差阐发。
一. 实验目的
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二. 实验仪器
光具座: 光具座所配之光源有半导体激光器与射灯光源。
凸透镜:凭据光的折射原理制成的。凸透镜是中央较厚，边沿较薄的透镜。凸透镜有会聚作用故又称聚光透镜，较厚的凸透镜则有望远、会聚等作用，这与透镜的厚度有关。
平面反射镜
光源:
像屏：
视察屏：
三. 实验原理
1. 薄透镜成像公式
当透镜的厚度远比其焦距小的多时，这种透镜称为薄透镜。在近轴光芒的条件下，薄透镜成像的规律可体现为：

式中U体现物距，V体现像距，f为透镜的焦距，U、V和f均从透镜的光心O点算起。并且规定U恒取正值；当物和像在透镜异侧时，V为正值；在透镜同侧时，V为负值。对凸透镜f为正值，对凹透镜f为负值。
2. 凸透镜焦距的测定
自准法测薄透镜焦距光路图
（1）自准法
如图所示，将物AB放在凸透镜的前焦面上，这时物上任一点发出的光束经透镜后成为平行光，由平面镜反射后再经透镜会聚于透镜的前焦平面上，得到一个巨细与原物相同的倒立实像A´B´。此时，物屏到透镜之间的距离就便是透镜的焦距f。
（2）物距像距法（U>f）
物体发出的光芒经凸透镜会聚后，将在另一侧成一实像，只要在光具座上分别测出物体、透镜及像的位置，就可得到物距和像距，把物距和像距代入下式得：


由上式可算出透镜的焦距f。（凭据不确定度通报公式可知，当U=V=2f时，f的相对不确定度最小）。
（3）共轭法
如图所示，牢固物与像屏的间距为D(D>4f)，当凸透镜在物与像屏之间移动时，像屏上可以成一个大像和一个小像，这就是物像共轭。凭据透镜成像公式得知：
U1＝V2；　U2＝V1 （因为透镜的焦距一定）若透镜在两次成像时的位移为d，则从图中可以看出 故 　；