透镜焦距的测定实验报告.doc

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．测凸面镜的焦距
（1）自准直法
如图1所示，用屏上“1”字矢孔屏作为发光物。在凸面镜的另一边搁置一平面反射镜，光辉经过凸面镜后经平面反射镜返回孔屏上。挪动透镜地点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辉经透
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。这时物屏到凸面镜光心的距离即为此凸面镜的焦距。
（2）物距像距法
如图2所示，用屏上“1”字矢孔作为发光物，经过凸面镜折射后成像在另一侧的观察屏上。在实验中测得物距u和像距v，则凸面镜的焦距为
uv
f
uv
用自准直法和物距像距法测凸面镜焦距时，都一定考虑如何确立光心的地点。光辉从各个方向经过凸面镜中的一点而不改变方向，这点就是该凸面镜的光心。凸面镜的光心一般与它的几何中心不重合，因此光心的地点不易确立，
因此上述两种方法用来测定凸面镜焦距是不够正确的，偏差约为%~%。
图1自准直法测焦距图2物距像距法测焦距
（3）位移法
如图3所示，若取光矢孔物屏与观察屏之间的距离D4f，且实验过程中保持不变时，挪动透镜L，当它距离物
为u时，观察屏上获得一个放大的清楚的像；当它距离物为u时，观察屏上获得一个减小的清楚的像。依据几何关系
和光的可逆性原理，得
uvuvD
uuvvd
uvvu
代入式（3-20-2）得
D2
d2
f
4D
图3位移法测焦距
从上式可知，只需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，即可求出凸面镜的焦距f。这类方
法把焦距的丈量归纳于对可以精确测定的量D和d的丈量，防备了确立凸面镜光心地点禁止带来的困难。
五、实验目的：
测凸薄透镜焦距。
六、实验内容：
1．共轴调理。
2．用自准直法测凸面镜的焦距。
3．用物距像距法测凸面镜的焦距。
4．用位移法测凸面镜的焦距。
七、实验器械（设备、元器件）：
光具座，光源，透镜架，1字矢孔屏，观察屏，凸面镜，凹面镜；
八、实验步骤：
1．共轴调理
参照图3部署光路，搁置物屏和像屏，使此间距D4f，挪动透镜并对它进行高低、左右调理，使两次所成的像
的顶部（或底部）之中心重合，需频频进行数次调理，方能达到要求。
2．自准直法测焦距
如图1部署光路，调透镜的地点，高低左右等，使其对物成与