文档介绍：【实验目的】,研究透镜成像的基本规律。。【实验仪器】光具座,凸透镜,凹透镜,平面反射镜,物屏,像屏,光源。【实验原理】透镜分为两类。一类是凸透镜(或称正透镜或会聚透镜),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(或称负透镜或发散透镜),对光线起发散作用,焦距越短,发散本领越大。在近轴光线的条件下,透镜置于空气中,透镜成像的高斯公式为(-1)式中为像距,为物距,为第二焦距(或称像方焦距)。对薄透镜,因透镜的厚度比球面半径小得多,因此透镜的两个主平面与透镜的中心面可看做是重合的。、、皆可视为物、像、焦点与透镜中心(即光心)的距离,-1所示。-1凸透镜成像光路图对于公式(-1)中的各物理量的符号,我们规定:光线自左向右传播,以薄透镜中心为原点量起,若其方向与光的传播方向一致者为正,反之为负。运算时,已知量需添加符号,未知量则根据求得结果中的符号判断其物理意义。测定薄透镜焦距的方法有多种,它们均可以由(-1)式导出,至于选用什么方法和仪器,应根据测量所要求的精度来确定。(1)用物距一像距法求焦距当实物经凸透镜成实像于像屏上时,通过测定、,利用(5-1)式即可求出透镜的焦距。若,则。也就是说,可把远处的物体作为物,经透镜成像后,透镜光心到像平面的距离就等于焦距。此法多用于粗略估测,误差较大。(2)用贝塞尔法(又称透镜二次成像法)-2所示,为物,为待测透镜,为白屏,若物与屏之间的距离,-2凸透镜二次成像光路图当保持不变时,移动透镜,则必然在屏上两次成像,当物距为时,得放大像,当物距为时,得缩小像。透镜在两次成像之间的位移为△,根据光线可逆性原理可得将此结果代人公式(-1)后整理得(-2)上式表明,只要测出△和值,就可算出。由这种方法得到的焦距值较为准确,因为用这种方法可以不考虑透镜本身的厚度。(3)由自准直法求焦距如图5-3所示,为待测凸透镜,平面反射镜置于透镜后方的一适当距离处。若物体正好位于透镜的前焦面处,那么物体上各点发出的光束经透镜折射后成为不同方向的平行光,然后被反射镜反射回来,再经透镜折射后,成一与原物大小相同的、倒立的实像,且与原物在同一平面,即成像于该透镜的前焦面上,此时物与透镜间的距离就是透镜的焦距,其数值可直接由光具座导轨标尺读出,故此法迅速。这种方法利用调节实验装置本身使之产生平行光以达到调焦的目的,故称为自准直法。它不仅用于测透镜焦距,还常常用于光学仪器的调节,如平行光管的调节和分光计中望远镜的调节等。-3凸透镜自准直法成像光路图 (1)-4所示,凸透镜将实物成像于,把被测凹透镜插入与像之间,然后调整与的距离,使光线的会聚点向右移至,即虚物(对而言)经成一实像于,测定物距、像距,代入公式(-1)即可求出凹透镜的焦距。-4凹透镜辅助成像光路图(2)-5所示,将物点放在凸透镜的主光轴上,由物点发出的光线经过后将成像于点,测出点的位置。固定凸透镜,并在和点之间插入待测的凹透镜和一平面反射镜,不断移动,总可使由平面镜反射回去的光线经、后,仍