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1、物理实验教学中心课件物理实验教学中心课件广东海洋大学广东海洋大学一、实验目的一、实验目的薄薄 透透 镜镜 焦焦 距距 的的 测测 量量1、理解薄透镜的成像规律。、理解薄透镜的成像规律。2、掌握成像光路的光学共轴调节技术。、掌握成像光路的光学共轴调节技术。3、掌握测量薄透镜焦距的基本方法。、掌握测量薄透镜焦距的基本方法。物理实验教学中心课件物理实验教学中心课件广东海洋大学广东海洋大学二、二、实验仪器介绍实验仪器介绍物理实验教学中心课件物理实验教学中心课件广东海洋大学广东海洋大学三、三、实验原理实验原理 1. 1. 薄透镜成像规律薄透镜成像规律 在在近轴光线近轴光线条件下条件下, ,薄透镜的成像公
2、式为薄透镜的成像公式为: : 为物距为物距, , 为像距为像距, , 为焦距。为焦距。 实物、实像时实物、实像时, , 、 为正为正; ;虚物、虚像时，虚物、虚像时， 、 为为 负。凸透镜负。凸透镜 为正；凹透镜为正；凹透镜 为负。为负。 ppf111ppf pffp pp物理实验教学中心课件物理实验教学中心课件广东海洋大学广东海洋大学A fALM2.2.自准法测凸透镜焦距自准法测凸透镜焦距O当物屏与凸透镜焦平面重合时，在物屏上成一与物当物屏与凸透镜焦平面重合时，在物屏上成一与物等大、倒立的实像，此时焦距即物距。等大、倒立的实像，此时焦距即物距。物理实验教学中心课件物理实验教学中心课件广东海洋
3、大学广东海洋大学3. 共轭法测凸透镜焦距共轭法测凸透镜焦距ppppld1oL2oL1A2B2A1Bldlf422ABM物理实验教学中心课件物理实验教学中心课件广东海洋大学广东海洋大学4. 物距像距法测凹透镜焦距物距像距法测凹透镜焦距1L2LABA B A B pp1o2o注：P 是负值物理实验教学中心课件物理实验教学中心课件广东海洋大学广东海洋大学1.光学系统的共轴调节光学系统的共轴调节: : 调节光学系统共轴调节光学系统共轴,是减小误差是减小误差.确保实验成功的重要步骤。确保实验成功的重要步骤。 所谓所谓“共轴共轴”，是指各光学元件（如光源、物、透镜，是指各光学元件（如光源、物、透镜)的主的
4、主光轴重合。分两步进行：光轴重合。分两步进行： a. 粗调粗调:将放置在光具座上的将放置在光具座上的各光学元件靠拢在一起各光学元件靠拢在一起, ,用眼观用眼观 察察, ,调节它们的中心在同一高度调节它们的中心在同一高度, ,且连线且连线( (光轴光轴) )平行于导轨。平行于导轨。 b. 细调细调:移动移动各光学元件各光学元件, ,利用透镜成像规律利用透镜成像规律, ,大小不同的像大小不同的像 成在不同成在不同位置位置, ,调节透镜的高底或左右位置调节透镜的高底或左右位置, ,使大小不同的像使大小不同的像的中心在屏上的位置重合的中心在屏上的位置重合, ,则说明光学系统已经共轴。则说明光学系统已经
5、共轴。四、四、实验内容实验内容物理实验教学中心课件物理实验教学中心课件广东海洋大学广东海洋大学 2. 用自准法测量凸透镜的焦距用自准法测量凸透镜的焦距: 记录物屏位置，在物屏与平面镜之间缓慢移动凸透镜，直到记录物屏位置，在物屏与平面镜之间缓慢移动凸透镜，直到在屏上生成清晰、明亮且与物等大的实像。重复五在屏上生成清晰、明亮且与物等大的实像。重复五次测量次测量凸凸透镜透镜位置，位置，结果以结果以 表示。表示。3. 用共轭法用共轭法测量凸透镜的焦距测量凸透镜的焦距: : 在在物屏、像屏距离大于物屏、像屏距离大于4倍凸透镜焦距的前提下，记录物像距倍凸透镜焦距的前提下，记录物像距离离 ，移动凸透镜，分别
6、记录，移动凸透镜，分别记录缩小和放大实像的滑座位置缩小和放大实像的滑座位置O O、 。计算出。计算出 f , 将将 结果以结果以 表示。表示。fff fff lO物理实验教学中心课件物理实验教学中心课件广东海洋大学广东海洋大学fff 4. 用物距像距法测量凹透镜的焦距用物距像距法测量凹透镜的焦距: : 凸透镜的位置固定凸透镜的位置固定, ,以以凸透镜生成的缩小实像作为凹透镜的凸透镜生成的缩小实像作为凹透镜的虚物，虚物，记录该虚物位置。调整凹透镜和像屏，得到清晰放记录该虚物位置。调整凹透镜和像屏，得到清晰放大的实像大的实像, , 记录凹透镜的位置和像屏位置。重复测量六次记录凹透镜的位置和像屏位置
7、。重复测量六次, , 将结果以将结果以 表示。表示。物理实验教学中心课件物理实验教学中心课件广东海洋大学广东海洋大学数据记录及处理表格数据记录及处理表格物屏位置物屏位置X0凸透镜位置凸透镜位置X次数次数1234 5 6Xi表表1 自准直法测凸透镜焦距自准直法测凸透镜焦距 (单位单位:cm) XX0fXXf物理实验教学中心课件物理实验教学中心课件广东海洋大学广东海洋大学表表2 共轭法测凸透镜焦距共轭法测凸透镜焦距物屏与像屏之间的距离物屏与像屏之间的距离 （单位（单位:cm）OOd次数次数12345平均值平均值 不确定度不确定度O位置位置 位置位置O224fldl22OOd 222222142fd
8、llld dl cml 物理实验教学中心课件物理实验教学中心课件广东海洋大学广东海洋大学表表3 物距像距法测凹透镜焦距物距像距法测凹透镜焦距虚物平面位置虚物平面位置 （单位（单位:cm）COpXX 次数次数123456凹透镜位置凹透镜位置XC像平面位置像平面位置XI0 cmX CIpXX fpppp cmfff 物理实验教学中心课件物理实验教学中心课件广东海洋大学广东海洋大学五、注意事项五、注意事项3、滑座微调机构有一定的调节范围，忌超范、滑座微调机构有一定的调节范围，忌超范围调节围调节。1、严禁手摸所有透镜的光学表面；、严禁手摸所有透镜的光学表面；2、 透镜表面灰尘只能用专用镜头纸处理透镜表面灰尘只能用专用镜头纸处理。