文档介绍：薄透镜焦距的测定
【实验目的】
.学会测量薄透镜焦距的几种大体方式。
.进一步把握薄透镜的成像规律。
【实验原理】
一、薄透镜成像公式
透镜可分为凸而镜和凹而镜两类，它们对光线的作用别离是集聚和发散C当一束:平行 于透镜主光轴的光线通过凸而镜后，将会集聚于主光轴上，集聚点F称为该凸面镜的核心， 凸面镜光心0到核心F的距离称为焦距f,如图5-1-la所示。一束平行于主光轴的光线通 过凹面镜后将发散。发散光的延长线与主光轴的交点F称为该凹面镜的核心，凹而镜光心0 到核心F的距离称为凹面镜的焦距fo如图5-1-lb所示。
a） b）
图5-1-1 a）凸而镜 b）凹而镜
当透镜厚度远远小于其焦距时，这种透镜称为薄透镜。在近轴光线的条件下，薄透镜 成像的规律可表示为：
1 1 1
——I——=一 u V f
式中u为物距，V为像距，f为透镜的焦距。u、v和f均从透镜的光心O算起。物距u恒取 正值，像距V的正负由像的实虚来确信。实像时，V为正，虚像时，V为负。凸面镜的焦距 恒取正值。凹面镜的焦距恒取负值。
二、凸面镜焦距的测量原理
测量凸面镜焦距可利用三种方式：
（平面镜法）
如图5-1-2所示，假设物体AB处于凸面镜的前焦平面时，物体上各点发出的光线通过 凸面镜将变成平行光。现在，物距U即等于透镜焦距f。假设用与主光轴垂直的平面镜将平 行光反射归去，再经透镜集聚后将成为一个大小与物体相同的倒立实像4为‘，4’夕也必
2 ,物距像距法
如图5-1-3所示，当物体AB在有限距离时，物体发出的光线通过凸面镜折射后，将成
像在透镜的另一侧，测出物距u和像距V后，代入公式L + ! = L即可算出透镜的焦距 U V /
UV
It + V
3,共规法（二次成像法）
图 5-1-4
如图5-14所示，设物与像屏间距离为S,且S>4f,并维持不变，移动透镜位置，当透 镜在a处时，屏上可取得放大的清楚的实像/耳，当透镜在处时，屏上又取得一个缩
小的清楚的实像4^2。假设。］与。，之间的距离为d,由公式1 + 1 = J■能够导出该透镜 〃 V /
的焦距为/=
s? -Q
4s
三、凹面镜焦距的测量原理
凹面镜是发散透镜，它形成的像是虚像，不能在像屏上成像，因此测量凹而镜的焦距时, 需要借助凸面镜。
如图5-1-5所示，从物体AB发出的光线经凸面镜4折射后成像于从用，假设凸面镜 和像4片之间插入一个焦距为f的凹面镜右，且O?用小于凹面镜的焦距f,那么凸面镜所 成的像可看做是凹而镜的虚物。由凹面镜的光路图可知，在凹面镜焦距内的虚物将形成实像
A8… 依照光路的可逆性，若是将物置于48、，经凹而镜L,折射后，必然在A4处成
虚像，这时物距〃 = 0,8,,像距y =。由，而凹面镜的焦距f为负值，由公式1 + 1 = ' u v /
能够导出该透镜的焦距为/=」上
如图5-1-6所示，将物点A放在凹而镜右的主光轴上，成像于H点。假设在右和卬之 间插入待测的凹而镜&和平面反射镜M,使&的光心02与右的光心。［在同一轴线上， 调剂七,使由平面镜M反射归去的光线经4、4折射后，仍成像在A点，现在，从凹面 镜射到平而镜上的光将是一束平行光，4点就成为由平面