薄透镜焦距的测定

实验八 薄透镜焦距的测定透镜是光学仪器中最基本的元件，反映透镜特性的一个重要参数是焦距。

由于使用目的和条件的不同，需要选择不同焦距的透镜或透镜组，为了在实验中能正确选用透镜，必须学会测定透镜的焦距。

常用的测定透镜焦距的方法有自准法和物距像距法。

对于凸透镜还可以用位移法(共轭法)进行测定。

光具座是光学实验中的一种常用设备。

光具座结构的主体是一个平直的导轨，另外还有多个可以在导轨上移动的滑块支架。

可根据不同实验的要求，将光源、各种光学部件装在夹具架上进行实验。

在光具座上可进行多种实验，如焦距的测定，显微镜、望远镜的组装及其放大率的测定、幻灯机的组装等，还可进行单缝衍射、双棱镜干涉、阿贝成像与空间滤波等实验。

进行各种光学实验时，首先应正确调好光路。

正确调节光路对实验成败起着关键的作用，学会光路的调节技术是光学实验的基本功。

【实验目的】1．学习测量薄透镜焦距的几种方法。

2．掌握透镜成像原理，观察薄凸透镜成像的几种主要情况。

3．掌握简单光路的分析和调整方法。

【实验仪器】光具座(全套)、照明灯、凸透镜、平面反射镜、物屏、白屏等。

【实验原理】1．薄透镜成像公式由两个共轴折射曲面构成的光学系统称为透镜。

透镜的两个折射曲面在其光轴上的间隔(即厚度)与透镜的焦距相比可忽略或者称为薄透镜。

透镜可分为凸透镜和凹透镜两类。

凸透镜具有使光线会聚的作用，即当一束平行于透镜主光轴的光线通过透镜后，将会聚于主光轴上的一点，此会聚点F 称为该透镜的焦点，透镜光心O 到焦点F 的距离称为焦距f 图1(a)。

凹透镜具有使光束发散的作用，即当一束平行于透镜主光轴的光线通过透镜后将偏离主光轴成发散光束。

发散光的延长线与主光轴的交点f 为该透镜的焦点。

如图1(b)近轴光线是指通过透镜中心部分与主轴夹角很小的那一部分光线。

在近轴光线条件下，薄透镜成像的规律可表示为f u 111=+υ (1) 式中u 为物距，υ为像距，f 为透镜的焦距。

u 、υ和f 均从透镜光心O 点算起。

实验一 薄透镜焦距的测定【实验目的】1. 进一步理解透镜成像的规律；2. 掌握测量薄透镜焦距的几种方法；3. 学会光具座上各元件的共轴调节方法。

【实验仪器】光具座、凸透镜、凹透镜、平面镜、像屏、物屏、光源。

【实验原理】1、薄透镜焦距的测定透镜的厚度相对透镜表面的曲率半径可以忽略时，称为薄透镜。

薄透镜的近轴光线成像公式为：fs s 111'=+ （3—1—1）式中s 为物距，s ＇为像距，f 为焦距。

其符号规定如下：实物时s 取正，虚物s 取负；实像时s ＇取正，虚像时s ＇取负；f 为透镜焦距，凸透镜取正，凹透镜取负 。

（1） 位移法测定凸透镜焦距 （贝塞尔法又称共轭成像法）如图1所示，如果物屏与像屏的距离A 保持不变，且A > 4f ，在物屏与像屏间移动凸透镜，可以两次看到物的实像，一次成倒立放大实像，一次成倒立缩小实像，两次成像透镜移动的距离为L 。

据光线可逆性原理可得：s 1= s 2′，s 2= s 1′，则2s '21L A s -==，2'12L A s s +==， 将此结果代入式（3—1—1）可得：AL A f 422-= （3—1—2）只要测出A 和L 的值，就可算出f 。

（2） 自准直法测凸透镜焦距光路图如图2所示。

当物体AB 处在凸透镜的焦距平面时，物AB 上各点发出的光束，经透镜后成为不同方向的平行光束。

若用一与主光轴垂直的平面镜将平行光反射回去，则反射光再经透镜后仍会聚焦于透镜的焦平面上，此关系就称为自准直原理。

所成像是一个与原物等大的倒立实像A ′B ′（此时物到透镜的距离即为焦距）。

所以自准直法的特点是：物、像在同物像像屏屏图2 自准直法测凸透镜焦距一焦平面上。

自准直法除了用于测量透镜焦距外，还是光学仪器调节中常用的重要方法。

（3） 物距—像距法测凹透镜焦距（利用虚物成实像求焦距） 如图3所示，先用凸透镜L 1使AB 成实象A 1B 1，像A 1 B 1便可视为凹透镜L 2的物体（虚物）所在位置，然后将凹透镜L 2放于L 1和A 1B 1之间，如果O 2A 1<∣f 2∣，则通过L 1的光束经L 2折射后，仍能形成一实象A 2B 2。

薄透镜焦距的测量实验原理薄透镜是一种常用的光学器件，其焦距的测量是光学实验中的一项重要内容。

下面介绍薄透镜焦距的测量实验原理。

实验原理：1.薄透镜的成像规律：薄透镜是由两个界面曲率半径较大的球面界组成，可以将平行光线聚焦或发散。

当光线通过薄透镜时，根据光线在两个球面界面的折射规律，可以得出薄透镜成像的位置和特点。

如果光线垂直入射，则光线通过薄透镜后会向透镜的凸面（或凹面）偏转，经过折射后再次偏转，最终会交于焦点F处，称为正焦距。

如果入射光线聚焦点在薄透镜的凹面（或凸面）前，光线通过透镜会发散出去，焦点F位于入射光线背后，称为负焦距。

2.物距与像距的关系：薄透镜成像过程中，物距与像距之间遵循以下关系：1/f=1/v-1/u其中，f为焦距，v为像距，u为物距。

若焦距为正值，则为凸透镜；若焦距为负值，则为凹透镜。

实验步骤：1.首先，将薄透镜固定在一个透明平板上，以保持透镜水平。

2.准备一个屏幕，调整屏幕与透镜的距离，使得在透镜后方形成清晰的倒立成像。

调整距离，直到获得清晰的像。

3.测量透镜与屏幕之间的距离，记为v（像距）。

4.在透镜前方放置一个物体，将物体逐渐向透镜移动，直到在屏幕上形成一个清晰的倒立成像。

5.测量物体与透镜之间的距离，记为u（物距）。

6.根据物距与像距的关系，计算出焦距。

实验注意事项：1.在进行实验时，保持透镜和屏幕与物体之间的距离尽量相等，避免误差。

2.实验中使用的透镜要保持光洁，并避免损伤，以保证成像质量。

3.实验过程中要注意减小环境光的干扰，保证成像清晰。

总结：薄透镜焦距的测量实验基于薄透镜的成像规律和物距与像距的关系进行。

通过测量透镜和屏幕之间的距离以及物体和透镜之间的距离，可以计算出薄透镜的焦距。

这种实验方法简便易行，为光学实验中常用的一种焦距测量方法。

薄透镜焦距的测定【试验目标】1．控制光路调剂的根本办法;2．进修几种测量薄透镜焦距的试验办法.【试验仪器】照明光源（钠光灯）.物屏.白屏.光具座.平面镜.待测透镜等.【试验道理】透镜的厚度相对透镜概况的曲率半径可以疏忽时,称为薄透镜.薄透镜的近轴光线成像公式为（1）l s为物距,s′为像距,f ′为像方焦距.其符号划定如下：什物与实像时取正,虚物与虚像时取负;f 为透镜焦距,凸透镜取正,凹面镜取负 .图1凸透镜自准法1．凸透镜焦距的测量道理(1)自准直法光源置于凸透镜核心处,发出的光线经由凸透镜后成为平行光,若在透镜后放一块于主光轴垂直的平面镜,将此光线反射归去,反射光再经由凸透镜后仍会聚于核心上,此关系称为自准道理.假如在凸透镜的焦平面上放一物体,如图1所示,其像也在该焦平面上,是大小相等的倒立实象,此时物屏至凸透镜光心的距离等于焦距.图2什物成实像法(2)用什物成实像求焦距如图2所示,用什物作为光源,其发出的光线经会聚透镜后,在必定前提下成实像,可用白屏接取实像加以不雅察,经由过程测定物距和像距,运用（1）式即可算出焦距.图3共轭法（3）共轭法如图3所示,假如物屏与像屏的距离D保持不变,且D > 4f,在物屏与像屏间移动凸透镜,可两次成像.当凸透镜移至O1处时,屏上得到一个倒立放大实象A1B1,当凸透镜移至O2处时,屏上得到一个倒立缩小实象A2B2,由图2可知,透镜在O1处时：（2）透镜移至O2处时：（3）由此可得：（4）测出D和d,即可求得焦距.2．凹面镜焦距的测量道理运用虚物成实像求焦距：图4如图4所示,先用凸透镜L1使AB成实象A1B1,像A1B1即可视为凹面镜L2的物体（虚物）地点地位,然后将凹面镜L2放于L1和A1B1之间,假如O1A1<∣f2∣,则经由过程L1的光束经L2折射后,仍能形成一实象A2B2.物距s = O2A1,像距s′= O2A2,代入公式（1）,可得凹面镜焦距.【试验内容】1．光路调剂因为运用薄透镜成像公式时,须要知足近轴光线前提,是以必须使各光学元件调节到同轴,并使该轴与光具座的导轨平行,“共轴等高”调节分两步完成：（1）目测粗调：把光源.物屏.透镜和像屏依次装好,先将它们挨近,使各元件中间大致等高在一条直线上,并使物屏.透镜.像屏的平面互相平行.（2）细调：运用共轭法调剂,参看图2,固定物屏和像屏的地位,使D> 4f,在物屏与像屏间移动凸透镜,可得一大一小两次成像.若两个像的中间重合,即暗示已经共轴;若不重合,可先在小像中间作一记号,调节透镜的高度使大像的中间与小像的中间重合.如斯反复调节透镜高度,使大像的中间趋势小像中间（大像追小像）,直至完整重合.2．凸透镜焦距的测量因为试验中要工资地断定成像的清楚,斟酌到人眼断定成像清楚的误差较大,常采取阁下逼近测读法测定屏或透镜的地位,即从左至右移动屏或透镜,直至在物屏或像屏上看到清楚的像,这就是阁下逼近测读法.(1)自准直法：参看图1,平面镜靠在凸透镜后,固定物屏地位,采取阁下逼近测读法测定透镜地位,即从左至右移动透镜,直至在物屏上看到与物大小雷同的清楚倒像,记载此时透镜的地位;再从右至左移动透镜,直至在物屏上看到与物大小雷同的清楚倒像,记载此时透镜的地位.反复3次.记载透镜的地位,盘算焦距.(2)用什物成实像法：参看图2,将物屏.透镜固定在导轨上,间距大于焦距（可运用自准法数据）,运用阁下逼近测读法,从左至右移动像屏找到清楚的图像,再从右至左移动像屏,找到清楚的图像,反复3次.记载此时物屏.透镜.像屏的地位,盘算焦距.（3）共轭法：参看图3,固定物屏和像屏的地位,使D> 4f（可运用自准法数据）,采取阁下逼近测读法分离测定凸透镜在像屏上成一大一小两次像的地位,反复3次,盘算焦距.物屏透镜地位1透镜地位2像屏D（cm）L（cm）f（cm）3．凹面镜焦距的测量（虚物成实像法：）参看图4安顿好光源.物屏.凸透镜和像屏,使像屏上形成缩小清楚的像,用阁下逼近测读法测定像屏（）的地位,同时固定物屏和凸透镜.在凸透镜和像屏之间放入凹面镜,移动像屏,直至像屏上消失清楚的像,用阁下逼近测读法测定像屏（）的地位,并记载凹面镜的地位,反复3次,盘算凹面镜的焦距.留意符号.A'B'地位（cm）A''B''地位（cm）L2地位（cm）s（cm）s′（cm）f（cm）【留意事项】1．在运用仪器时要轻拿.轻放,勿使仪器受到震撼和磨损.2．调剂仪器时,应严厉按各类仪器的运用规矩进行,细心地调节不雅察,沉着地剖析思考,切勿浮躁.3．任何时刻都不克不及用手去接触玻璃仪器的光学面,以免在光学面上留下陈迹,使成像隐约或无法成像.如必须用手拿玻璃仪器部件时,只准拿毛面,如透镜周围,棱镜的上.下底面,平面镜的边沿等.4．当光学概况有污痕或手迹时,对于非镀膜概况可用干净的擦镜纸轻轻擦拭,或用脱脂棉蘸擦镜水擦拭.对于镀膜面上的污痕则必须请专职教师处理.【数据表格】1.会聚透镜焦距的测量（1）物象距法：（2）贝塞尔法（3）自准直法2.发散透镜焦距的测定【数据处理及成果】1、会聚透镜焦距的测量 （1） 物象距法：由 p p p p f '-'='得： 1f '=67.1545.980.2345.980.23=-⨯ （cm ）16.1615.909.2115.909.212=-⨯='f （cm ）63.1431.960.2531.960.253=-⨯='f (cm)40.1585.880.2085.880.204=-⨯='f (cm)45.1506.989.2106.989.215=-⨯='f (cm)46.15)45.1540.1563.1416.1667.15(51=++++⨯='f (cm))(22.0)46.1545.15()46.1540.15()46.1563.14()46.1516.16()46.1567.15(51)(22222cm f =-+-+-+-+-⨯='μ故 22.046.15)(±='±'='f f f μ （cm ）（2） 贝塞尔法由ld l f 422-='得19.1500.63489.1100.63221=⨯-='f （cm ）21.1500.68406.2200.68222=⨯-='f （cm ）27.1600.73406.2400.73223=⨯-='f （cm ）86.1678470.2800.78224=⨯-='f （cm ）52.1500.83465.4100.83225=⨯-='f （cm ）81.15552.1586.1627.1621.1519.15=++++='f （cm ）)(29.0)81.1552.15()81.1586.16()81.1527.16()81.1521.15()81.1519.15(51)(22222cm f =-+-+-+-+-='μ故29.081.15)(±='±'='f f f μ （cm ）（3） 自准直法：91.14)98.1493.1491.1489.1485.14(51=++++⨯='f （cm ）)(02.0)91.1498.14()91.1493.14()91.1491.14()91.1489.14()91.1485.14(51)(22222cm f =-+-+-+-+-⨯='μ故02.091.14)(±='±'='f f f μ （cm ）2、发散透镜焦距的测定由ss s s f -''=' 得： 25.12)17.1170.1185.1243.1211.13(51=++++⨯='f （cm ）)(29.0)25.1217.11()25.1270.11()25.1285.12()25.1243.12()25.1211.13(51)(22222cm f =-+-+-+-+-⨯='μ故 29.025.12)(±='±'='f f f μ （cm ） 【评论辩论】1. 剖析本试验的体系误差,对于物距像距法,主如果测量物屏,透镜及像地位时,滑座上的读数准线和被测平面是否重合,假如不重合将带来误差.对于位移法测凸透镜焦距,不消失这一问题.经由过程上述两种办法测透镜焦距相符程度来肯定体系误差对成果的影响.本试验的有时误差主如果人眼不雅察,成像清楚度引起的误差,因为人眼对成像的清楚分辩才能有限,所以不雅察到的像在必定规模内都清楚,加之球差的影响,清楚成像地位会偏离高斯像.2. 本试验的体系误差经前面的剖析和检讨可知,对测量成果影响较小, 而平均值的尺度误差又较小,以得出结论,该试验准确度较高,平均值可以作为一组测量值中接近真值的最佳值.。

实验十：薄透镜焦距的测定一、实验目的：1.掌握测定薄透镜焦距的几种方法2.学习光学系统共轴调节的方法二、仪器：光学平台及附件、光源、物屏、像屏、平面镜、凸透镜mm f 150= 、凹透镜mm f 60-=三、实验原理：（图和公式）1.自准直法2.大像小像法3.辅助成像法12x x f -= ld l f 422-=,,s s ss f += 四、实验步骤： 1. 自准直法测凸透镜焦距： ①调物屏：使光源光线很好透出，固定物屏位置1x ②调共轴：粗调：物屏凸透镜平面镜靠拢并调上下左右一致、镜面平行 细调：拉开凸透镜和平面镜使在物屏上成像p ’（花瓣）与物p （三个小孔）的边界成一圆弧。

调花瓣：亮度均匀（物屏高度），左右（平面镜方位），高度（凸透镜高度）③移动凸透镜成像p ’。

左趋近,2x ，右趋近,,2x，重复5次。

2. 大像小像法测凸透镜焦距：①物屏像屏间距mm l 640=固定不动，凸透镜放其内 ②调共轴：从左到右移动凸透镜成大像小像，看像中心位置变化，调节凸透镜上下左右使大像小像中心位置不变 ③移动凸透镜成大像。

左趋近,1x ，右趋近,,1x ，重复5次。

移动凸透镜成小像。

左趋近,2x ，右趋近,,2x ，重复5次。

3.辅助成像法测凹透镜焦距：①移动凸透镜和像屏成一很小的像p ’（记录像p ’位置2x ） ②固定凸透镜，按光路图放入凹透镜并调共轴 ③记录像P”位置3x ，凹透镜位置1x ，重复5次。

五、数据记录表格：1. 自准直法测凸透镜焦距：单位:mm mm 5.0=∆仪次数PP ’位置1x （固定） 透镜位置(左趋近),2x透镜位置 (右趋近),,2x2,,2,22x x x +=12 3 4 52. 大像小像法测凸透镜焦距:物屏像屏间距mm l 640= 单位:mm mm 5.0=∆仪次数12 345大像时透镜位置左趋近,1x右趋近,,1x2,,1,11x x x +=小像时 透镜位置左趋近,2x 右趋近,,2x 2,,2,22x x x +=12x x d i -=3.辅助成像法测凹透镜焦距: 单位:mm mm 5.0=∆仪次数P ’位置2x 固定 凹透镜位置1x 像P”位置3x 物距12x x s --= 像距13,x x s -=,,s s ss f +=1 2 3 4 5六、数据处理： *操作提醒：1.光源要挡毛玻璃使得光线柔和，物屏要靠近光源（光亮度）2.实验的关键：调节共轴和判断像3.辅助成像法中凸透镜像P ’很小（绿豆）及1x 2x 3x 的位置。

薄透镜焦距的测定方法
薄透镜焦距的测定方法
薄透镜是一种广泛应用于各种光学仪器中的光学元件，焦距是衡量薄透镜功能的重要参数。

焦距的准确测量将直接影响光学系统的性能。

因此，测量薄透镜焦距的方法显得至关重要。

测量薄透镜焦距的方法很多，其中最常用的是衍射技术。

它主要利用一种叫做Fresnel衍射的物理现象，使用光线在表面的反射和折射，从而测量到薄透镜的焦距。

此外，光束投影技术也可以用来测量薄透镜焦距，它主要利用一种叫做Huygens原理的光学原理，通过把薄透镜投影到一个指定的屏幕上，然后测量出屏幕上焦点处的光线，从而测量出薄透镜的焦距。

此外，还有一种叫做投影像差法的方法可以用来测量薄透镜焦距。

它利用一种叫做像差的相干现象，使用两束光线，其中一束光经过薄透镜，另一束光绕过薄透镜，然后把它们投射到屏幕上，再通过测量屏幕上焦点处的光线，从而测量出薄透镜的焦距。

综上所述，衍射技术、光束投影技术和投影像差法都可以用来测量薄透镜焦距。

由于它们的测量原理不同，在实际应用中应注意选择适合的方法以及相应的测量方法，以确保测量的精度。

薄透镜焦距的测量透镜是光学仪器中最重要、最基本的元件，它由透明材料（如玻璃、塑料、水晶等）做成。

光线通过透镜折射或反射后可以成像。

掌握透镜的成像规律，是了解光学仪器的原理和正确使用光学仪器的重要基础。

常用的薄透镜按其对光的会聚或发散，可分为凸透镜和凹透镜两大类。

焦距是反映透镜特性的一个重要参数。

无论是单个透镜，还是透镜组；无论是简单的应用，还是复杂的应用，常常会涉及焦距的测量问题。

常用的测量方法有：自准直法、物距像距法、共轭法和平行光管法。

一、实验要求1．实验重点① 掌握简单光路的调整方法——等高共轴调整；　② 学习几种常用的测量薄透镜焦距的方法（自准法、共轭法、物距像距法和平行光管法等）； ③ 学习不同测量方法中消除系统误差或减小随机误差的方法； ④ 学习不确定度的计算方法。

2．预习要点① 什么是薄透镜？什么是近轴光线？透镜成像公式的使用条件是什么？② 什么是自准法？利用自准法测透镜焦距时，如何消除透镜中心与支架刻线位置不重合造成的系统误差？ ③ 什么是共轭法？用共轭法测透镜焦距有何优点？④ 什么叫等高共轴调节？为什么要进行等高共轴调节？如何进行调节？ ⑤ 什么是测读法？何处使用测读法？其目的是为了消除什么误差？⑥ 什么是平行光管法？利用平行光管法测量透镜焦距最突出的优点是什么？二、实验原理这里只讨论涉及薄透镜、近轴光线的实验。

薄透镜是指透镜的中心厚度d 远小于其焦距f （d <<f ）的透镜。

近轴光线是指通过透镜中心部分并与主光轴夹角很小的那一部分光线。

为了满足近轴光线条件，常在透镜前（或后）加一带孔的屏障，即光阑，以挡住边缘光线；同时选用小物体，并做等高共轴调节，把它的中点调到透镜的主光轴上，使入射到透镜的光线与主光轴的夹角很小。

在近轴光线条件下，薄透镜的成像规律可用下式表示：fv u 111=+ （1） 式中，u 为物距，实物为正，虚物为负；v 为像距，实像为正，虚像为负；f 为焦距，凸透镜为正，凹透镜为负。

测量薄透镜焦距的方法薄透镜是光学实验中常用的器件，它具有很多重要的应用，如成像、照相、望远镜、显微镜等。

薄透镜的焦距是一个重要的参数，它决定了透镜的成像能力和成像位置。

因此，准确地测量薄透镜的焦距对于光学实验和应用具有重要意义。

下面将介绍几种测量薄透镜焦距的方法。

一、通过物距法测量薄透镜焦距。

物距法是一种常用的测量薄透镜焦距的方法。

具体步骤如下：1. 将一物体放置在薄透镜的一侧，并测量物体到透镜的距离，即物距u。

2. 调节物体位置，使得在透镜的另一侧得到清晰的像，测量像到透镜的距离，即像距v。

3. 根据薄透镜的公式1/f=1/v+1/u，可以计算出薄透镜的焦距f。

二、通过放大率法测量薄透镜焦距。

放大率法是另一种测量薄透镜焦距的方法。

具体步骤如下：1. 将一物体放置在薄透镜的一侧，并测量物体到透镜的距离，即物距u。

2. 调节物体位置，使得在透镜的另一侧得到清晰的像，测量像的高度，即像高h。

3. 根据放大率公式m=-v/u=h'/h，可以计算出薄透镜的焦距f。

三、通过远处物体成像法测量薄透镜焦距。

远处物体成像法是一种简便的测量薄透镜焦距的方法。

具体步骤如下：1. 将一远处物体放置在薄透镜的一侧，调节透镜位置，使得在透镜的另一侧得到清晰的像。

2. 测量像到透镜的距离，即像距v。

3. 根据薄透镜的公式1/f=1/v，可以计算出薄透镜的焦距f。

以上所述的三种方法都是常用的测量薄透镜焦距的方法，每种方法都有其适用的场合，可以根据实际情况选择合适的方法进行测量。

在实际操作中，需要注意测量的精度和准确性，避免因操作不当而导致误差的产生。

总之，薄透镜的焦距是一个重要的光学参数，准确地测量薄透镜的焦距对于光学实验和应用具有重要意义。

通过物距法、放大率法和远处物体成像法等方法，可以准确地测量薄透镜的焦距，为光学实验和应用提供准确的数据支持。

薄透镜焦距的测定实验报告
实验目的：通过实验测定薄透镜的焦距。

实验原理：薄透镜是一种光学元件，它可以将光线聚焦或发散。

薄透镜的焦距是指光线通过薄透镜后，聚焦或发散的距离。

薄透镜的焦距可以通过实验测定得到。

实验器材：薄透镜、光源、屏幕、尺子、直尺、三角板等。

实验步骤：
1. 将薄透镜放在光源和屏幕之间，使光线通过薄透镜后聚焦在屏幕上。

2. 移动屏幕，找到光线聚焦的位置，用尺子测量光线聚焦的距离，即为薄透镜的焦距。

3. 重复以上步骤，取多组数据，计算平均值。

实验结果：通过实验测得薄透镜的焦距为10cm。

实验分析：实验结果与理论值相符合，说明实验操作正确，实验结果可信。

实验结论：通过实验测定，薄透镜的焦距为10cm。

实验注意事项：
1. 实验时要注意安全，避免光线直接照射眼睛。

2. 实验时要保持光源、薄透镜和屏幕的位置不变，避免误差。

3. 实验时要注意测量精度，尽量减小误差。

总结：通过本次实验，我们学习了薄透镜的基本原理和测量方法，掌握了实验操作技能，提高了实验能力。

薄透镜焦距的测定物理实验报告一、实验目的1、掌握测量薄透镜焦距的几种方法。

2、加深对薄透镜成像原理的理解。

3、学会使用光学仪器进行测量和读数。

4、培养实验操作能力和数据处理能力。

二、实验原理1、薄透镜成像公式当薄透镜置于空气中时，其成像公式为：＄＼frac{1}｛u} ＋＼frac{1}｛v} ＝＼frac{1}｛f}＄，其中$u$为物距，＄v$为像距，＄f$为焦距。

2、自准直法当物屏上的物点位于凸透镜的焦平面上时，从物点发出的光线通过凸透镜后成为平行光，若在透镜另一侧放置一与主光轴垂直的平面镜，平行光经平面镜反射后沿原路返回，再次通过透镜后成像于物屏上，此时物屏与透镜之间的距离即为透镜的焦距。

3、物距像距法当物距和像距分别为$u$和$v$时，通过测量物距和像距，利用成像公式可计算出透镜的焦距$f$。

4、共轭法移动凸透镜，在物屏和像屏上分别得到大像和小像，根据物像共轭关系，即大像的物距等于小像的像距，大像的像距等于小像的物距，可列出方程组求解出焦距$f$。

三、实验仪器光具座、凸透镜、凹透镜、光源、物屏、像屏、平面反射镜等。

四、实验内容及步骤1、自准直法测凸透镜焦距（1）将凸透镜固定在光具座的一端，在凸透镜的另一侧放置物屏，并在凸透镜与物屏之间插入平面反射镜，使平面镜与光具座垂直。

（2）移动物屏，使物屏上的物点位于凸透镜的焦平面上，此时在物屏上会出现一个与物等大、倒立的清晰像。

（3）测量物屏与凸透镜之间的距离，即为凸透镜的焦距$f_1$，重复测量三次，求平均值。

2、物距像距法测凸透镜焦距（1）在光具座上依次放置光源、凸透镜和像屏，使光源位于凸透镜的一侧，像屏位于凸透镜的另一侧。

（2）移动凸透镜，使光源通过凸透镜在像屏上成清晰的像。

（3）分别测量物距$u$和像距$v$，根据成像公式计算出凸透镜的焦距$f_2$，重复测量三次，求平均值。

3、共轭法测凸透镜焦距（1）在光具座上依次放置光源、物屏、凸透镜和像屏，使物屏和像屏之间的距离大于$4f$。

实验十三薄透镜焦距的测定透镜是组成各种光学仪器的基本光学元件，焦距则是透镜的一个重要参数。

在不同的使用场合往往要选择合适的透镜或透镜组，这就需要测定透镜的焦距。

本实验通过不同的实验方法来研究薄透镜的成像规律，并确定其焦距。

一、实验目的要求1．学会调节光学系统使之共轴。

2．掌握测量会聚透镜和发散透镜焦距的方法。

3．验证薄透镜成象的理论公式。

二、仪器用具光具座、透镜夹、薄透镜(凸凹各一块)、光源、物屏、象屏，平面反射镜等。

三、实验原理透镜：是具有两个折射面的简单共轴球面系统。

薄透镜：是指它的厚度远比两个折射面的曲率半径和焦距小得多的透镜。

薄透镜的成像公式：在满足薄透镜和近轴光线的条件下，物距u ，像距v 和焦距f 之间的关系为：f v u 111=+（5-1）这就是薄透镜成像的公式，又称高斯公式。

并规定（5-1）式中，物距u ，实物为正，虚物为负；像距v ，实像为正，虚像为负；对凸透镜f 为正值，对凹透镜f 为负值。

（一）、凸透镜焦距的测定1、凸透镜的成像规律为：像的大小和位置是依照物体离透镜的距离而决定的（1）当u f >>时，极远处的物体经过透镜在后焦点附近成缩小的倒立实像。

（2）当u f >时，物体越靠近前焦点，像逐渐远离后焦点且逐渐变大。

（3）当u f =时，物体位于前焦点，像存在于无穷远处（4）当u f <时，物体位于前焦点以内，像为正立放大的虚像，与物体位于同侧，由于虚像点是光线反方向延长的交点，因此不能用像屏接收，只能通过透镜观察。

2、测定方法（1）自准直法光路图如下图所示。

当物体A 处在凸透镜的焦距平面时，物A 上各点发出的光束，经透镜后成为不同方向的平行光束。

若用一与主光轴垂直的平面镜M 将平行光反射回去，则反射光再经透镜后仍会聚焦于透镜的焦平面上，此关系就称为自准直原理。

所成像是一个与原物等大的倒立实像A ′。

所以自准直法的特点是，物、像在同一焦平面上。

自准直法除了用于测量透镜焦距外，还是光学仪器调节中常用的重要方法。

薄透镜焦距的测定一、实验目的1、加深理解透镜成像的原理2、学习几种测量薄透镜焦距的方法3、掌握简单光路的分析和调整方法二、实验原理在近轴光线成像条件下，薄透镜的成像规律可用公式1/u + 1/v = 1/f。

u 的正负取值规定实物为正，虚物为负。

v表示像距，实像为正，虚像为负。

f表示焦距，凸透镜f>0，凹透镜f<0。

1、自准直法测凸透镜焦距，如图①，P与L之间的局立即为焦距f2、共轭法测凸透镜焦距，如图②，物屏和像屏间的距离，D>4f，Q1Q2 = d，f = （D2-d2）/4D3、自准直法测凹透镜焦距，如图③，L2和Q1之间的距离极为凹透镜的焦距f4、物距相聚法测凹透镜焦距，如图④，u= Q2Q1，v=O2Q2，f=uv/(u+v)三、实验仪器光具座导轨、光具座、光源灯、物屏、像屏、平面镜、凸透镜、凹透镜四、实验步骤1、光学元器件的共轴调整，将全部的光学元器件放在光具座导轨上，目测，并调节使他们的中心在同一直线上；2、自准直法测凸透镜焦距：按图①，将平面镜M放在凸透镜L的后面，调节使物屏上成像最清晰，记录物屏坐标S0和透镜坐标S1，重复六次；3、共轭法测凸透镜焦距：按图②，使物屏与像屏间D>4f，记录物屏坐标S0和像屏坐标S0’，移动凸透镜，使像屏清晰成像，记录Q1、Q2坐标，重复六次；4、自准直法测凹透镜焦距，如图③，使物屏P与透镜L1的间距约等于2f，让平面镜M随凹透镜L2在导轨上缓慢移动，使物屏成像清晰，记录L2的坐标S2，移开L2，用像屏捕捉L1的实像，记录像屏坐标S0’，重复六次；5、物距像距法测凹透镜焦距，如图④，使物屏P与透镜L1间距约为L1焦距的3倍，移动L2和像屏，使成像清晰，记录L2坐标S2和像屏坐标S0’，移开L2，用像屏捕捉L1的实像，使成像清晰，记录此时像屏坐标S0’’，重复六次。

五、数据记录及处理1、自准直法测凸透镜焦距物屏位置S0 = 18.00cmf = │S1- S0│= 8.40cm2、共轭法测凸透镜焦距物屏S0 = 18.00cm，像屏S0’=58.00cmD = │S0’- S0│= 40.00cmd = │O1–O2│= 17.02cm f = (D2– d2)/4D = 8.19cm。

薄透镜焦距的测定
嘿，咱聊聊薄透镜焦距的测定呗！这可老有意思啦。

薄透镜，那家伙，就像个神秘的小魔法师。

你想知道它的焦距是多少吗？那可得好好研究研究。

测定薄透镜焦距，就像在玩一场侦探游戏。

你得找到各种线索，才能揭开谜底。

首先得有合适的仪器吧，就像侦探得有放大镜、显微镜啥的。

没有好的工具，那可不行。

你能随便找个东西就测焦距吗？肯定不能啊！然后就是布置实验场景啦。

这就像搭舞台，得弄得漂漂亮亮的。

把光源、透镜、光屏啥的都摆好，不能有一点马虎。

要是摆得乱七八糟的，能测准吗？肯定不能啊！开始实验的时候，那可紧张啦。

就像等待彩票开奖一样，不知道结果会是啥样。

调整光源和透镜的距离，看着光屏上的像，心里那个期待啊。

你能不期待吗？肯定不能啊！有时候，像不清晰，那可急人啦。

就像找东西找不到，心里痒痒的。

这时候就得耐心调整，不能着急。

你能着急吗？肯定不能啊！慢慢找，总能找到清晰的像。

找到了清晰的像，就得赶紧测量距离。

这就像抓住了小偷，得赶紧收集证据。

量得准不准，可关系到结果对不对呢。

你能不认真测量吗？肯定不能啊！测定薄透镜焦距的方法有好几种呢。

就像有不同的破案方法一样。

可以用平行光法，也可以用物距像距法。

每种方法都有它的特点，都得好好试试。

你能只试一种方法就下结论吗？肯定不能啊！总之，薄透镜焦距的测定是个有趣的挑战。

就像一场冒险，充满了惊喜和发现。

让我们一起探索薄透镜的奥秘，找到它的焦距。

这样我们就能更好地理解光学世界啦。