透镜焦距测量实验报告.doc

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透镜焦距测量实验报告
姓名：陈岩松
学号：5501215012
班级：2015级本硕实验班
学院：高等研究院
一、实验目的：
1.加深理解薄透镜成像规律，观察凹透镜成像规律，测量虚像位置。
2.学习策略焦距方法：成像法，自准法，共轭法，测凹透镜焦距。
3.通过实验了解望远镜和显微镜的基本原理，掌握其使用方法。
4.通过实际测量，了解显微镜，望远镜的主要光学参数。
5.了解视放大率等概念并学习其测量方法，并能进行测量。
二、实验原理：
1.凹透镜焦距测定
（1）自准法：如图所示，在待测透镜L一侧放置杯光源照射的物屏AB，另一侧放平面反射镜M，移动透镜，当物屏AB正好位于凸透镜之前的焦平面时，AB任一点发出的光线经透镜折射后变成平行光线，被平面反射镜反射回来，再经透镜折射后，仍聚在焦平面上，形成一个与原物大小相等方向相反的倒立实像，此时物屏与透镜的距离就是焦距

（2）成像法：在近轴光线条件下，薄透镜成像高斯公式：
将薄透镜置于空气中时，焦距为
为像方焦距，为物方焦距，为像距，为物距
（3）共轭法：使物屏距离保持不变，沿光轴方向移动透镜，必能在像屏上观察到二次成像。设物距为时，得放大倒立实像，物距为时得缩小倒立实像，透镜两次成像之间位移为d根据透镜公式，推得：
2.凹透镜焦距测定
成像法：使物AB发出的光线经凸透镜后形成大小适中的实像，然后在和放入待测凹透镜，就能使虚物产生实像，分别测出到和距离和,根据求出像方焦距。

三、实验仪器：
光具座，凸透镜，凹透镜，光源，物屏，平面反射镜，水平尺，滤光片。
四、实验内容和步骤：
（1）凸透镜焦距测定
自准法：移动透镜，使焦平面形成一个与原物大小相等方向相反的倒立实像，测出物屏与透镜的距离。
成像法：将薄透镜置于空气中时，得到清晰的像时测出物距和像距。
共轭法：使物屏距离，沿光轴方向移动透镜，在像屏上观察到二次成像，物距为时，得放大倒立实像，物距为时得缩小倒立实像，测出透镜两次成像之间位移。
（2）凹透镜焦距测定
成像法：发出的光线经凸透镜后形成大小适中的实像，然后放入待测凹透镜，就能使虚物产生实像，分别测出两处的距离。
五、 实验数据与处理：
1.凸透镜焦距测量
（1）自准法：（单位mm）
物
透镜

1094.5
1307.2
212.7
1093.6
1307.8
214.8
其中S为物与透镜之间的距离。
（2）物象法（单位：mm）
物B
透镜O
像B

1307.2
950.2
444.3
357.0
505.9
209.3
1307.2
851.2
458.1
456
393.1
211.1
1307.2
1142.9
1062.1
164.3
80.8
54.2
1307.2
1165.8
1078.9
141.4
86.9
53.8
其中s为物与透镜的距离，为像与透镜的距离
（3）共轭法（单位：mm）
物B

屏B
D
d

1307.2
954.5
775.2
429.8
877.4
179.3
210.2
1307.2
994.8
638.2
332.9
974.3
356.6
210.9
1307.2
1240.9
919.8
853.8
453.4
321.1
56.5
1307.2
1238.9
984.9
917.9
389.3
254.0
55.9
其中D是物与屏之间距离，d是透镜两次成像的位移大小。
2.凹透镜焦距测量（单位：mm）
物A
凸透镜O1
凹透镜O2
像
像

1307.2
844.8
545.8
465.1
171.5
80.7
374.3
102.9
1307.2
844.8
538.2
465.1
273.0
73.1
265.2
100.9
1307.2
844.8
499.9
465.1
333.8
34.8
166.1
44.0
1307.2
844.8
505.2
465.1
234.1
40.1
271.1
47.1
其中s是像到凹透镜的距离，像到凹透镜的距离

六、误差分析：
1.距离读数误差；
2.像成像有可能不是最清晰，存在误差；
3.移动透镜时未移到准确位置；
4.第二次测量凹透镜的焦距误差较大，可能是因为物镜之间的距离较小，使得误差放大；
5.透镜表面有部分磨损导致误差。
七、 原始数据

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