薄透镜焦距的测量实验报告.doc

南昌大学物理实验报告
　
课程名称: 　 　 　 大学物理实验 　　 　 　　 　 　 　 　
实验名称: 　　　透镜焦距测量与光学设计 　 　　 　 　 　　 　 　
学院: 　 信息工程学院 专业班级: 　 电子信息工程15２班 　 　 　 　
学生姓名： 　 　 　 学号: 　 　 　　 　
实验地点: 　 ６０９ 　　 座位号: 　 １5号　　　 　　
实验时间: 　 第1周星期三下午1５．4５点开始 　 　　 　 　 　
一、实验综述
1、实验目的及要求
（1)了解对简单光学系统进行共轴调节
(２）学会用自准直法测量薄凸透镜的焦距
(3)学会用位移法测量薄凸透镜的焦距
(4）学会用物距-像距法测量薄凸透镜的焦距
(５）学会用物距－像距法测凹透镜的焦距
２、实验仪器、设备或软件
光具座,凸透镜,凹透镜，光源,物屏,平面反射镜,水平尺和滤光片等
二、实验过程（实验步骤、记录、数据、分析）
(１)观测依据
１．自准直法测薄凸透镜的焦距
根据焦平面的定义,用右图所示的光路，可方便地
测出凸透镜的焦距 　 f = ｜ ｘl - ｘ０ |
2．物距——像距法测凸透镜焦距
在傍轴光线成像的情况下,成像规律满足高斯公式
　 　　　　 　 　　
如图所示,式中u和v分别为物距和像距，
ｆ为凸透镜焦距，对ｆ求解,并以坐标代入则有
＝　 (ｘo<xL<xi）
xo和xＬ取值不变(取整数),xi取一组测量平均值。
3．位移法测透镜焦距 (亦称共轭法、二次成像法)
如右图所示,当物像间距　D 大于　4　倍焦距即D > ４ f 时,透镜在两个位置上均能对给定物成理　想像于给定的像平面上。两次应用高斯公式并以几何关系和坐标代入,则得到ﻩ
xｏ和xｉ取值不变(取整数),ｘL1和xＬ2各取一组测量平均值。
-像距法测凹透镜的焦距
B
Ｆ1
Ｘi
Xo
XL
ﻩA1ﻩＡ２
A１
A2
B1
Ｆ２
Ａ
L１
Ｌ2
ﻩB！
B2
在上图中:Ｌ1为凸透镜，Ｌ2为凹透镜,凹透镜坐标位置为XL,F1为凸透镜的焦点,F2为凹透镜的焦点，AB为光源，A１B1为没有放置凹透镜时由凸透镜聚焦成的实像，同时也是放置凹透镜后凹透镜的虚物，坐标位置为ＸＯ,Ａ２B2为凹透镜所成的实像,坐标位置为Ｘ ｉ。
对凹透镜成像,虚物距u＝ＸＬ-Ｘo,应取负值(xL<xｏ);实像距v＝Ｘi-ＸＬ为正值(ｘL<ｘi);则凹透镜焦距f2为:
<0 　 　　　（凹透镜焦距为负值!!!)
xL取值不变,xo和xｉ各取一组测量平均值。
（２）实验步骤:
1．自准直法测凸透镜焦距
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　x　Ｌ 。
——像距法测凸透镜焦距
如图2布置光路，固定物和透镜的位置,使它们之间的距离约为焦距的 2 倍；移动像屏使成像清晰; 调透