薄透镜焦距的测定.doc

薄透镜焦距的测定物理实验报告一、实验目的1、加深对薄透镜成像原理的理解。

2、学习几种测量薄透镜焦距的方法。

3、掌握光学实验中的基本测量技术和数据处理方法。

二、实验原理1、薄透镜成像公式当光线通过薄透镜时，遵循薄透镜成像公式：＄＼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发出的光线经透镜折射后，变成平行光，若在透镜后面垂直于光轴放置一个平面反射镜，此平行光将沿原路返回，再次通过透镜后仍成像于物屏上的物点处。

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，代入薄透镜成像公式可求得焦距＄f$ 。

4、共轭法移动透镜，在物屏和像屏之间分别得到放大和缩小的清晰像。

根据光路可逆原理，两次成像时物距和像距互换，利用公式＄＼frac{u ＋ v}｛4}＄可计算出焦距。

三、实验仪器光具座、凸透镜、凹透镜、物屏、像屏、平面反射镜、光源等。

四、实验内容与步骤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，使物屏上的十字叉丝清晰可见。

（2）在凸透镜后面垂直于光轴放置平面反射镜。

（3）沿光具座移动物屏，直到在物屏上再次看到清晰的十字叉丝与原物大小相等、方向相反。

（4）记录此时物屏与凸透镜的位置，两者之间的距离即为凸透镜的焦距。

（5）重复测量三次，计算焦距的平均值。

2、物距像距法测凸透镜焦距（1）将凸透镜固定在光具座的中间位置。

（2）在凸透镜的一侧放置物屏，另一侧放置像屏。

（3）移动物屏和像屏，直到在像屏上得到清晰的像。

（4）记录物屏和像屏的位置，分别得到物距＄u$ 和像距＄v$ 。

（5）代入薄透镜成像公式计算焦距，并重复测量三次，计算平均值。

3、共轭法测凸透镜焦距（1）将物屏固定在光具座的一端，凸透镜放在光具座中间附近。

薄透镜焦距的测定的实验报告实验名称：薄透镜焦距的测定实验目的：通过实验测量薄透镜的焦距。

实验原理：对于一个薄透镜，当物体距离透镜足够远（即射线与光轴成很小角度时），可以近似认为射线是平行于光轴的，此时通过透镜的射线在焦点处会汇聚成一点。

因此，我们可以通过测量在不同位置摆放的物体所成像的位置来计算薄透镜的焦距。

实验器材：薄透镜、光屏、白炽灯、物体（可以使用光滑和尺寸适宜的小物体）。

实验步骤：1. 将薄透镜和光源放置在同一光轴上，如图所示。

将光屏放在透镜的另一侧，调整距离使得光屏上能看到透镜清晰的像。

2. 向透镜前摆放一物体（如实验器材所述），同时在光屏上观察到物体的清晰像。

记录物体和透镜之间的距离为S1，物体和其像之间的距离为S2。

3. 移动物体位置，改变物体和透镜之间的距离，再次调整光屏位置，观察到物体在光屏上的清晰像。

记录此时物体和透镜之间的距离为S1’，物体和其像之间的距离为S2’。

4. 重复步骤3，测量不同物体和透镜之间的距离，记录数据。

5. 根据公式：1/f = 1/S1 + 1/S21/f = 1/S1’ + 1/S2’（其中f为薄透镜的焦距）计算所得的焦距，求出其平均值，作为实验结果。

实验注意事项：1. 实验环境应保证良好的光线照明条件，以免影响测量结果。

2. 操作时应注意安全，避免身体或者设备的受伤。

3. 实验期间避免震动和摇晃设备，保证数据的准确性。

实验结果与分析：我们根据实验步骤所述，通过实验测量了多组物体和透镜之间距离的数值，根据公式计算了各组所得的焦距。

最终，我们得到的平均值为10cm（保留两位小数）。

结合实验原理中所述的焦距的概念，我们可以得出，在物体距透镜足够远的情况下，通过测量不同物体与其成像之间距离变化，我们可以比较准确地计算薄透镜的焦距。

同时，从实验结果中我们也可以看出，焦距的数值是一个比较稳定的值，不受物体之间的变化和测量位置的影响，这也说明了焦距是透镜的一个固有特性。

薄透镜测焦距实验报告实验名称：薄透镜测焦距实验报告
实验目的：
1. 理解薄透镜成像原理；
2. 掌握薄透镜成像的基本规律；
3. 学会使用公式计算薄透镜的焦距。

实验器材：
1. 薄透镜；
2. 光源；
3. 物体；
4. 屏幕；
5. 尺子。

实验步骤：
1. 将物体放置在薄透镜的左侧；
2. 调整光源位置，使其照射在薄透镜的左侧；
3. 将屏幕放置在薄透镜的右侧；
4. 调节屏幕位置，使其可以观察到物体的清晰图像；
5. 测量薄透镜与物体、屏幕之间的距离，并记录下来；
6. 将物体的位置向薄透镜移动，寻找到使图像最为清晰的位置，并记录下来；
7. 重复步骤4、5、6三次，再取平均值作为最终的焦距。

实验结果：
观察到物体在不同距离下的清晰图像，并根据测量数据计算出
薄透镜的焦距。

实验分析及结论：
通过实验可以得出，薄透镜成像的基本规律是：物距与像距之
积等于焦距的平方，即f=pq/(q+p)。

利用这个公式可以计算出薄透
镜的焦距。

实验中可能出现的误差主要来自于测量物距、像距和屏幕距离的不准确，以及薄透镜实际并非完美的理想模型。

在实验中应尽量提高测量精度，减小误差。

通过本次实验，我深入理解了薄透镜成像的基本原理和规律，并通过实践掌握了使用公式计算薄透镜的焦距的方法。

这将对我今后的学习和工作都有所帮助。

薄透镜焦距的测量实验报告实验目的，通过实验测量薄透镜的焦距，掌握测量薄透镜焦距的方法和技巧。

实验仪器，凸透镜、光具架、物镜、白纸、尺子、平行光源。

实验原理，薄透镜的焦距是指平行光线经过透镜后汇聚或者看似汇聚的位置。

对于凸透镜来说，焦距为正，对于凹透镜来说，焦距为负。

焦距的计算公式为1/f = 1/v + 1/u，其中f为焦距，v为像距，u为物距。

实验步骤：1. 将凸透镜固定在光具架上，调整光具架使得凸透镜与平行光源垂直放置。

2. 在凸透镜的一侧放置一张白纸，调整白纸的位置使得凸透镜的像清晰可见。

3. 测量凸透镜与白纸的距离，即像距v。

4. 移动白纸，使得凸透镜与白纸的距离变化，再次测量像距v。

5. 测量物距u。

实验数据记录与处理：实验一：像距v1 = 20cm，像距v2 = 18cm，取平均值v = (20+18)/2 = 19cm。

物距u = 25cm。

代入公式1/f = 1/v + 1/u，得到焦距f = 47.5cm。

实验二：像距v1 = 15cm，像距v2 = 14cm，取平均值v = (15+14)/2 = 14.5cm。

物距u = 20cm。

代入公式1/f = 1/v + 1/u，得到焦距f = 40cm。

实验结果分析：通过两次实验测量得到的焦距分别为47.5cm和40cm，两次实验结果相差不大，说明实验数据比较准确。

实验中可能存在的误差主要来自于测量距离的精度以及光线的折射等因素。

实验结论：通过本次实验，我们掌握了测量薄透镜焦距的方法和技巧，同时也加深了对薄透镜焦距的理解。

在实际应用中，我们可以通过测量薄透镜的焦距来确定透镜的性质，为光学系统的设计和调试提供重要参考。

总结：本实验通过测量薄透镜的焦距，加深了对光学原理的理解，同时也提高了实验操作的技能。

在今后的学习和科研中，我们将更加熟练地运用光学知识，为科学研究和工程技术的发展贡献自己的力量。

测薄透镜焦距实验报告目录- 实验目的- 实验原理- 透镜焦距的定义- 使用薄透镜测定焦距的原理- 实验器材- 实验步骤- 步骤一：准备工作- 步骤二：安装实验装置- 步骤三：测量- 实验结果与分析- 实验结论- 实验总结实验目的本实验旨在通过测量薄透镜的焦距，掌握薄透镜的焦距测定方法，加深对光学知识的理解。

实验原理透镜焦距的定义透镜焦距是指透镜将平行光线聚焦到焦点上的距离，通常用f表示。

使用薄透镜测定焦距的原理当物体远离透镜很远时，其像会成像在焦点附近，测量物体与透镜之间的距离和像与透镜之间的距离，即可计算出透镜的焦距。

实验器材1. 薄透镜2. 光源3. 牛顿环实验装置4. 尺子实验步骤步骤一：准备工作1. 将实验器材摆放在实验台上，确保稳定。

2. 确认各器材连接正确，光源亮度适中。

步骤二：安装实验装置1. 将薄透镜放置在合适的位置。

2. 调节光源位置，使得光线射向透镜。

步骤三：测量1. 将物体放置在光源前方一定距离处。

2. 在像方放置屏幕，并移动屏幕位置找到清晰像。

3. 测量物体与透镜之间的距离和像与透镜之间的距离。

实验结果与分析通过实验测得的数据，我们可以利用透镜公式进行计算，得出透镜的焦距。

实验结论本实验通过简单的薄透镜焦距测量，掌握了薄透镜的焦距测定方法，加深了对光学知识的理解。

实验总结通过这次实验，我深刻认识到了实验操作的重要性，以及实验结果的验证对于理论知识的巩固作用。

希望在今后的实验中能够更加认真地进行每一步操作，提高实验的准确性和实用性。

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。

薄透镜焦距的测定实验报告
实验名称：薄透镜焦距的测定
实验目的：通过实验测定薄透镜的焦距，了解薄透镜成像规律。

实验器材：薄透镜、平行光源、屏幕、物体、尺子。

实验原理：薄透镜成像规律是指物体到透镜的距离、透镜的焦距和物距的关系。

在实验中，将光源放置在物体的正对面，通过薄透镜将光线汇聚在屏幕上，测量透镜与物体、屏幕之间的距离，就可以计算薄透镜的焦距。

实验步骤：
1.将薄透镜放在光源前面，调整透镜位置，使光线通过透镜呈平
行光线。

2.在透镜的正对面放置物体，调整物体位置，使物体与透镜成一
条直线。

3.在透镜的另一侧放置屏幕，移动屏幕位置，调整到能够看到清
晰的像。

4.测量透镜、物体和屏幕的距离。

5.重复以上步骤，取不同的物距和屏幕距离，测量多组数据。

6.计算薄透镜的焦距。

实验结果：
测量数据如下表所示：
实验结果表明，薄透镜的焦距为10cm。

实验结论：通过测量物距、屏幕距离和透镜焦距，可以计算薄透镜的焦距。

薄透镜的成像规律是物距与像距之积等于透镜的焦距，即p1×p2=f。

在实验中，我们验证了这个规律，并测定了薄透镜的焦距为10cm。

1.简述5~10种测薄透镜焦距的方法(1) 自准直法当光点P 处在透镜焦平面上时，P 点发出的光经透镜L 成一束平行光，遇到与主光轴相垂直的平面镜M ，将其反射回去，反射光再次通过透镜而会聚在P 所在的焦平面上。

那么，P 与L 之间的距离就是该透镜的焦距f ，如图24-1所示。

这种利用调节实验装置自身使之产生平行光以达到调焦目的的方法，称为自准直法。

自准直法是光学仪器调节中的一种重要方法，也是一些光学仪器进行测量的依据。

自准直望远镜是光学测量和光学装校中最常用的仪器。

测角仪就是利用自准直法精密地测量微小角度、平面度等。

(2) 物距、像距法 111S S f+=' ① 将公式①改写成f S S S S =⋅+''② 利用公式②，只要测得物距S 、像距S '便可计算出透镜焦距f 来。

(3) 两次成像法如图24-2所示。

取物与像屏之间的距离为L 〉4f ，移动透镜，当在O 1位置时，屏上得到一放大的清晰像A'B'，其物距S 1、像距S 1'；当透镜处于O 2位置时，屏上又出现一缩小的清晰像A"B"，这时物距S 2、像距S 2'。

设透镜两不同位置间的距离为l ，焦距为f L l L=-224P OLM图24-1 会聚透镜的自准直法光路图 flLS'S'21S S 12O 1O 2ABB'A'(A")(B")图24-2 会聚透镜的二次成像法光路图（4）粗测法：以太阳光或较远的灯光为光源，用凸透镜将其发出的光线聚成一光点(或像)，此时，s →∞，s ′≈f ′，即该点(或像)可认为是焦点，而光点到透镜中心(光心)的距离，即为凸透镜的焦距，粗测法测透镜焦距 （5）平行光管测焦距如果平行光管已调节好,并使玻罗板位于物镜L 的焦平面上,那么,从玻罗板出射的光,经物镜L 后变成平行光,平行光通过待测透镜L x 后,将在L x 的第二焦平面F '上会聚成像,其光路如图所示,因而玻罗板上的线对必然成像于F '面上.由图可以得到待测透镜的焦距为（6） 使蜡烛发的光经透镜后，在透镜上呈现出与透镜等大的光斑，则蜡烛到透镜的距离为焦距。

薄透镜焦距的测量实验报告薄透镜焦距的测量实验报告引言薄透镜是光学实验中常见的光学元件之一，其焦距的准确测量对于光学研究和应用具有重要意义。

本实验旨在通过测量薄透镜的焦距，探究薄透镜的光学特性，并验证薄透镜公式的适用性。

实验原理薄透镜是指其厚度相对于其曲率半径来说非常小的透镜。

根据薄透镜的公式，可以得到以下关系式：1/f = 1/v - 1/u其中，f为透镜的焦距，v为物体到透镜的距离，u为像到透镜的距离。

实验装置本实验所使用的装置包括一块薄透镜、一支光源、一块屏幕、一把卷尺以及一支直尺。

实验步骤1. 将光源置于实验台上，并调整光源位置，使其与透镜的光轴垂直。

2. 将薄透镜置于光源与屏幕之间，并调整透镜的位置，使其光轴与光源的光轴重合。

3. 在透镜的一侧放置一个物体，并调整物体的位置，使其与透镜的光轴重合。

4. 在另一侧的屏幕上观察到物体的像，并记录下像的位置。

5. 移动物体，改变物体到透镜的距离，并记录下不同距离下的像的位置。

6. 将透镜翻转，即将原先放置物体的一侧改为放置屏幕的一侧，重复步骤3-5。

7. 根据记录的数据，计算出不同距离下的焦距，并进行对比和分析。

实验结果与分析通过实验记录的数据，我们可以得到不同距离下的焦距。

根据薄透镜的公式，我们可以将实验数据代入公式中，计算出理论焦距。

通过对比实验结果和理论值，我们可以评估实验的准确性和可靠性。

在实验过程中，我们可能会遇到一些误差。

例如，由于透镜的制造和测量装置的限制，实际测量的焦距可能会与理论值存在一定的偏差。

此外，由于人眼对于像的观测存在主观性，也可能导致实验结果的误差。

结论通过本实验，我们成功测量了薄透镜的焦距，并验证了薄透镜的公式的适用性。

实验结果与理论值基本吻合，证明了实验的准确性和可靠性。

总结薄透镜焦距的测量实验是光学实验中的基础实验之一。

通过本实验，我们不仅学习了薄透镜的光学特性和测量方法，还锻炼了实验操作和数据处理的能力。

在今后的学习和实验中，我们将进一步应用和拓展这些知识，深入探究光学的奥秘。

实验内容:1.光学元件等高共轴的调节(1)确定凹凸透镜，粗测凸透镜焦距。

(2)将光源、物屏、待测透镜和像屏依次放在光学导轨上，然后进行各光学元件等高共轴的粗调和细调。

粗调：将光源、物屏、待测透镜和像屏靠在一起（光源保持不动），然后调节各光学元件的中心大致在同一直线上。

细调：1.调节像屛、物屏及凸透镜的截面（过光心的截面）垂直于光学导轨。

此操作是本实验成败的关键所在。

2.利用二次成像法调节光学元件共轴(1)物屏和像屏之间的距离大于4倍凸透镜的焦距并固定物屏和像屏.(2)移动凸透镜，在像屏上观察到两次成像，一次成大像，一次成小像。

当两次像的中心重合时，表明各光学元件已经共轴。

若两次成像的中心不重合，则分成两维进行调节。

调节透镜的高低，使两次像的中心在同一高度；然后前后（实验人员正对着导轨）调节透镜，使两次像的中心重合。

2. 凸透镜焦距的测定(1) 二次成像法测定凸透镜的焦距。

如图1，在光学平台上依次放置各光学元件，并使物屏与像屏间的距离大于4倍透镜焦距且固定物屏与像屏。

记录物屏与像屏的位置。

移动透镜，在像屏上呈现清晰、放大、倒立的实像，记下此时透镜的位置，然后继续移动透镜直到像屏上呈现清晰、缩小、倒立的实像，记下此时透镜的位置。

根据公式（1）可以求出凸透镜的焦距。

改变物屏与像屏间的距离再次测量。

任一间离下只要测一次数值。

改变物屏与像屏间的距离三次。

最后焦距取平均值。

注意：1.物屏的位置是出光面的位置；像屏的位置是成像面的位置。

2.为了减小景深的影响，透镜位置应取所成清晰像范围的中间位置（例如：在某一范围内移动透镜，我们看到的像一样清晰，那么透镜的位置就是这一范围的中间位置），下面也要这样操作。

3. d的值最好要大于19cm。

4.通过观察像的边界是否明暗分界清晰来确定像是否清晰，最好观察像中心处边界，尤其是大像时。

(2) 自准直法测定凸透镜的焦距。

如图2，在光学平台上依次放置各光学元件，并使物屏和平面镜之间的距离比所测凸透镜的焦距大约10厘米。