文档介绍：一、实验综述 1、实验目的及要求( 1)了解对简单光学系统进行共轴调节(2)学会用自准直法测量薄凸透镜的焦距(3)学会用位移法测量薄凸透镜的焦距(4)学会用物距-像距法测量薄凸透镜的焦距(5)学会用物距-像距法测凹透镜的焦距 2、实验仪器、设备或软件光具座,凸透镜,凹透镜,光源,物屏,平面反射镜,水平尺和滤光片等二、实验过程(实验步骤、记录、数据、分析) (1)观测依据 ,用右图所示的光路,可方便地测出凸透镜的焦距 f ???|xl ?x0 |——像距法测凸透镜焦距在傍轴光线成像的情况下,成像规律满足高斯公式 vuf 111??vu vuf???如图所示,式中 u和 v分别为物距和像距, f为凸透镜焦距,对 f求解,并以坐标代入则有 f = oi liolxx xxxx????(x o<x L<x i)x o和x L取值不变(取整数),x i取一组测量平均值。 ( 亦称共轭法、二次成像法) 如右图所示,当物像间距 D大于 4倍焦距即D?4f时, 透镜在两个位置上均能对给定物成理想像于给定的像平面上。两次应用高斯公式并以几何关系和坐标代入,则得到 x o和x i取值不变(取整数),x L1和x L2各取一组测量平均值。 -像距法测凹透镜的焦距 BA B1 A1 A2 X iX oX Loi lloixx xxxxD dDf????????4 )()(4 212 222 B2 L1 L2 F2 F1 在上图中: L1 为凸透镜, L2 为凹透镜,凹透镜坐标位置为 X L, F1 为凸透镜的焦点, F2 为凹透镜的焦点, AB 为光源, A1B1 为没有放置凹透镜时由凸透镜聚焦成的实像,同时也是放置凹透镜后凹透镜的虚物, 坐标位置为 X O, A2B2 为凹透镜所成的实像, 坐标位置为 X i。对凹透镜成像, 虚物距 u=X L -X o ,应取负值(x L <x o) ;实像距 v=X i -X L 为正值(x L <x i) ;则凹透镜焦距 f 2为:)( )()( 2oi liolXX XXXXvu vuf????????<0(凹透镜焦距为负值!!!) x L取值不变, x o和x i各取一组测量平均值。(2 )实验步骤: 1布置光路,调透镜的位置,高低左右等,使其对物成与物同样大小的实像于物的下方,记下物屏和透镜的位置坐标 x0 和xL 。 ——像距法测凸透镜焦距如图 2布置光路,固定物和透镜的位置,使它们之间的距离约为焦距的 2倍; 移动像屏使成像清晰;调透镜的高度,使物和像的中点等高;左右调节透镜和物屏,使物与像中点连线与光具座的轴线平行;用左右逼近法确定成理想像时,读像屏的坐标。重复测量 5次。 3布置光路,放置物屏和像屏,使其间距 D?4f,移动透镜并对它进行高低、左右调节,使两次所成的像的顶部(或底部)之中心重合,需反复进行数次调节,方能达到共轴要求。 ,保持物屏和像屏的位置不变,并记下它们的坐标 x0 和 xi ,移动透镜,用左右逼近法确定透镜的两次理想位置坐标 xL1 和xL2 。测量5次。 ——像距法测量凹透镜的焦距,要求测三次。