透镜焦距的测定实验报告.docx

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电子科技大学
实验报告
学生姓名：学号：指导教师：
实验地点：科技实验大楼104室实验时间：
一、实验室名称：透镜焦距的测定
二、实验项目名称：透镜焦距的测定
三、实验学时：3学时
四、实验原理：
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实验报告
学生姓名：学号：指导教师：
实验地点：科技实验大楼104室实验时间：
一、实验室名称：透镜焦距的测定
二、实验项目名称：透镜焦距的测定
三、实验学时：3学时
四、实验原理：

(1)自准直法
如图1所示，用屏上1”字矢孔屏作为发光物。在凸透镜的另一边放置一平面反射镜，光线通过凸透镜后经平面反
射镜返回孔屏上。移动透镜位置可以改变物距的大小，当物距正好是透镜的焦距时，物上任意一点发出的光线经透镜
折射后成为平行光，经平面镜反射后，再经透镜折射回到矢孔屏上。这时在矢孔屏上看到一个与原物大小相等的倒立
实像。这时物屏到凸透镜光心的距离即为此凸透镜的焦距。
(2)物距像距法
如图2所示，用屏上1”字矢孔作为发光物，经过凸透镜折射后成像在另一侧的观察屏上。在实验中测得物距
和像距v,则凸透镜的焦距为
f=-uv-
uv
用自准直法和物距像距法测凸透镜焦距时，都必须考虑如何确定光心的位置。光线从各个方向通过凸透镜中的一
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点而不改变方向，这点就是该凸透镜的光心。凸透镜的光心一般与它的几何中心不重合，因而光心的位置不易确定所以上述两种方法用来测定凸透镜焦距是不够准确的
,%~% 。
图1自准直法测焦距 图2物距像距法测焦距
(3)位移法
物为u时，观察屏上得到一个放大的清晰的像
;当它距离物为u’时，观察屏上得到一个缩小的清晰的像
。根据几何关
如图3所示，若取光矢孔物屏与观察屏之间的距离D〉4f,且实验过程中保持不变时，移动透镜L,当它距离
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系和光的可逆性原理，得
uv=uv=Du-u二v-v二d
u=vv=u
代入式（3-20-2）得
ID2-d2
f=
4D
图3位移法测焦距
从上式可知，只要测得物屏与观察屏之间的距离
D和两次成像透镜之间的距离d,即可求出凸透镜的焦距f。这种方
法把焦距的测量归结于对可以精确测定的量D和d的测量，避免了确定凸透镜光心位置不准带来的困难
五、实验目的：
测凸薄透镜焦距
六、实验内容：
.共轴调节。
.用自准直法测凸透镜的焦距
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.用物距像距法测凸透镜的焦距
.用位移法测凸透镜的焦距
七、实验器材（设备、元器件）：
凹透镜；
光具座，光源，透镜架，1字矢孔屏，观察屏，凸透镜，
八、实验步骤:
参照图 3布置光路，放置物屏和像屏 ，使其间距
镜并对它进行高低、左右调节，使两次所成的像的顶部
重合，需反复进行数次调节，方能达到要求。
B
（或底部）之中心
A
D>4f ,移动透
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.自准直法测焦距
如图1布置光路，调透镜的位置，高低左右等，使其对物成与物同样大小的实像于物的下方，记下物屏和透镜的位置坐标x0和xL。
.物距一一像距法测焦距
如图2布置光路，固定物和透镜的位置，使它们之