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薄透镜焦距的测量完整版

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一、实验原理:

薄透镜是指其厚度比两球面的曲率半径小得多的透镜。透镜分为两大类:一类是凸透镜(也称为正,对光线起会聚作用。焦距越短,会聚本领越大。另一类是凹透镜(也称负透镜透镜或会聚透镜),对光线起发散作用。焦距越短,发散本领越大。或发散透镜)在近轴光束(靠近光轴并且与光轴的家教很小的光线)的条件下,薄透镜(包括凸、凹透镜)

的成像公式为:111?? 1)…………(fuvvuuvf为正;虚为物距;为焦距。它的正、负规定为:实物、实像时,为像距;式中:、vuff为负。利用上式测定焦距,可以有几种方为正,凹透镜为正,为负;凸透镜物、虚像时,法,除了本实验中的方法以外,还可用焦距仪测量。利用上式时必须满足: a.薄透镜; b.近轴光线。

实验中常采取的措施是:在透镜前加一光阑以去边缘光线;a.

调节各元件使之共轴。b.

一般透镜中心厚度有几毫米,也会给测量带来一定的误差。当不考虑透镜厚度时,会有百分之几的误差,这是允许的。

1. 凸透镜焦距的测量方法

)物距像距法(1

vu及像距,利用(由实验分别测出物距1)式,求出焦距:uv?f)……(2vu?2)自准法(fu???v,

即当物体上各点发出的光经透镜后,变为不同方)式可知,当像距时,1 从(故为自准法,见下图。该方法利用实验装置本身产生平行光,向的平行光时,物距即为透镜的焦距。

)位移法 1

f4D?间移动可在屏上两次成像,如下图所示,一次成D当物AB与像屏的间距时,透镜在放大的像,另一次成缩小的像。

由公式(1)与图中的几何关系可得:111??……(3)fD?uu11111?? 4)……(f?d?dD?uu11由上两式右边相等得:??d?D?u)……(512将(5)式代入(3)式得:????22dDD?dd?D???f)……

(6D44DdD为物与像屏的间距;式中:为透镜移动的距离。 2. 凹透镜焦距的测量方法因实物经凹透镜后,不能在屏上生成实像,故测其焦距时总要借助一个凸透镜,使凸透镜给凹

透镜生成一个虚像,最后再由凹透镜生成一个实像。

1)物距像距法(''''LLBABA间插入凹和如下图所示,在没有凹透镜时,物AB经凸透镜后将成实像于,在11''''A??OuLLLBA。该虚而言,物距便称为了的物,但不是实物,而为虚物。对透镜后,222''''''''AO?v?LBA,像距物由凹透镜再成实像于)得:1。由透镜成像公式u? 2

0?0vu?0?f,故必有注意到这时。,

)自准法(2LLOLOOLLM位于。移动,凸透镜当成像于,在与之间插入凹透镜及平面反射镜22121111LO点形成一个与原物等高、发出的是平行光,根据光路可逆原理,最后必定在的第一焦点时,则2倒立的实像。这时:O?Lf?122

二、实验仪器:光具座及配件、凸透镜、凹透镜、平面反射镜。3

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