《物理实验报告8_薄透镜焦距的测量.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理实验报告8_薄透镜焦距的测量.docx（9页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、物理实验报告8_薄透镜焦距的测量 试验名称：薄透镜焦距的测量 试验目的： a学会简洁光学系统的共轴调整； b把握几种测量薄透镜焦距的方法。 试验仪器： 光具座及配件、凸透镜、凹透镜、平面反射镜。 试验原理和方法： 薄透镜是指其厚度比两球面的曲率半径小得多的透镜。透镜分为两大类：一类是凸透镜（也称为正透镜或会聚透镜），对光线起会聚作用。焦距越短，会聚本事越大。另一类是凹透镜（也称负透镜或发散透镜），对光线起发散作用。焦距越短，发散本事越大。 在近轴光束（靠近光轴并且与光轴的家教很小的光线）的条件下，薄透镜（包括凸、凹透镜）的成像公式为： 111?（1） uvf 式中：u为物距；v为像距；f为焦距
2、。它的正、负规定为：实物、实像时，u、v为正；虚物、虚像时，u为正，v为负；凸透镜f为正，凹透镜f为负。利用上式测定焦距，可以有几种方法，除了本试验中的方法以外，还可用焦距仪测量。 利用上式时必需满意： a. 薄透镜； b. 近轴光线。 试验中常实行的措施是： a. 在透镜前加一光阑以去边缘光线； b. 调整各元件使之共轴。 一般透镜中心厚度有几毫米，也会给测量带来肯定的误差。当不考虑透镜厚度时，会有百分之几的误差，这是允许的。 1. 凸透镜焦距的测量方法 （1）物距像距法 由试验分别测出物距u及像距v，利用（1）式，求出焦距： f?uv?（2） u?v （2）自准法 从（1）式可知，当像距v
3、?时，u?f，即当物体上各点发出的光经透镜后，变为不同方向的平行光时，物距即为透镜的焦距。该方法利用试验装置本身产生平行光，故为自准法，见下图。 （3）位移法 当物AB与像屏的间距D?4f时，透镜在D间移动可在屏上两次成像，如下图所示，一次成放大的像，另一次成缩小的像。 由公式（1）与图中的几何关系可得： 111?（3） u1D?u1f 111?（4） u1?dD?u1?df 由上两式右边相等得： u1?D?d? 2?（5） 将（5）式代入（3）式得： D2?d2?D?d?D?d?f?（6） 4D4D 式中：D为物与像屏的间距；d为透镜移动的距离。 2. 凹透镜焦距的测量方法 因实物经凹透镜后
4、，不能在屏上生成实像，故测其焦距时总要借助一个凸透镜，使凸透镜给凹透镜生成一个虚像，最终再由凹透镜生成一个实像。 （1）物距像距法 如下图所示，在没有凹透镜时，物AB经凸透镜L1后将成实像于AB，在L1和AB间插入凹透镜L2后，AB便称为了L2的物，但不是实物，而为虚 物。对L2而言，物距u?OA。该虚物由凹透镜L2再成实像于AB，像距v?OA。由透镜成像公式（1）得： f?uv u?v 留意到这时u?0，v?0，故必有f?0。 （2）自准法 凸透镜L1成像于O1，在L1与O1之间插入凹透镜L2及平面反射镜M。移动L2，当O1位于L2的第一焦点时，则L2发出的是平行光，依据光路可逆原理， 最终
5、必定在O点形成一个与原物等高、倒立的实像。这时： f2? ?L2O1 试验内容和步骤： 1. 光学系统的共轴调整 共轴调整是光学测量的先决条件，也是削减误差、确保试验胜利的重要步骤。所谓“共轴”，是指各光学元件（如光源、物、透镜等）的主光轴重合。由于在光具光具座上进行，所以须使光轴平行于光具座导轨的刻度线。详细调整分两步进行： a. 粗调。将安置于光具座上的各光学元件靠拢在一起，用眼观看，并 调整它们的中心使它们处在同一高度，且连线（光轴）平行于导轨。 b. 细调。将各光学元件按试验要求移开，利用透镜成像规律进一步调 整，移动透镜及屏时，将大小不同的像生成在不同的位置。若这些大小不等的像的中心
6、在屏上的位置重合，则说明系统已共轴；若在移动透镜的过程中，像的中心位置不重合，则应调整透镜的凹凸或左右位置。 2. 测凸透镜的焦距 a. 用物距像距法测f6次，每次测量应转变物距，分别代入公式（2） 求f，将结果表示成f?f。 b. 用自准法测f6次求平均值，结果以f?f表示。留意：在用自准法测凸透镜焦距时，可发觉不用反射镜，透镜本身也会产生反射像，在试验中应加以鉴别。 c. 用位移法测f6次。在同一D值下测d6次，以公式（6）分别算出f，并将结果表示成f?f。 3. 测凹透镜的焦距 a. 以物距像距法测6次，每次转变物距，测像距，分别代入公式（2）求f，结果以f?f表示。 b. 用自准法测f
7、6次，将结果以f?f表示。 留意：在测量凹透镜的焦距时，测得的数据误差往往较大，缘由主要有4个方面：共轴没有调整好；选凸透镜成的小像作为物；选择物距u值没有尽可能的大；没有仔细推断像的清楚位置。 参数及数据记录：见附表 思索题： 1 答：涉及测量量少，削减误差。 uvu2?v2u2?v2 ?x?x。 2答：由f?，得?f?22u?vDu?v 即?f?u2?v2u?v2?0.05?5% 所以总误差可以掌握在6以内，对测量结果影响不大。 uv1?u?v?uv 所以以u?v为纵轴，uv为横3答: f?u?vf 1k?轴做出的曲线应为过原点的一条直线，曲率为f 1f?k。 故 4当物距为2f时，像距为
8、2f， 当物距变小时，变小的范围是从2f到f,但像距的变化是从2f到无限远，所以物像之间距离变大，大于4f，物距变大时同理 4 其次篇：八班级物理上册 探究凸透镜成像的规律试验报告素材 人教新课标版 1300字 最专业的中学校教学资源共享平台 初二班级物理试验报告：探究凸透镜成像的规律 一、学问预备： 1、了解下列与透镜有关的光学名词的物理意义。 焦点：凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点，这个点叫做焦点，用F表示； 焦距：焦点到光心的距离叫做焦距，用f表示； 物距：物体到凸透镜的距离叫做物距，用u表示； 像距：像到凸透镜的距离叫做像距，用v表示； 实像：由实际光线会聚而成，能在光屏上呈现的像
9、是实像； 虚像：不是由实际光线会聚而成，而是由光线的反向延长线相交而成，不能在光屏上呈现的像是虚像。 2、了解估测凸透镜焦距的简易方法。 拿一个凸透镜正对着太阳或其它平行光源，再把一张纸放 在凸透镜的另一侧，转变透镜与纸的距离，直到纸上的光斑变 得最小、最亮（如右图所示），测量这个最小、最亮的光斑到 凸透镜的距离，即可估算出凸透镜的焦距。 二、探究试验 【提出问题】 凸透镜成的像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系呢？ 【试验器材】 光具座（已固定刻度尺）、凸透镜、蜡烛、光屏、火柴 【试验步骤】 1、估测凸透镜的焦距，并填入表格的上方相应位置处。 2、把蜡烛、凸透镜、光屏安装在光具座上。 3、点
10、燃蜡烛，调整烛焰、凸透镜、光屏高度，使三者中心在同一水平线上。 4、调整物距使u2f，移动光屏直到看到清楚的像为止，观看物距、像的性质及像距，并将数据填入表格相应位置。 5、调整物距使u=2f，移动光屏直到看到清楚的像为止，观看物距、像的性质及像距，并将数据填入表格相应位置。 6、调整物距使2fuf，移动光屏直到看到清楚的像为止，观看物距、像的性质及像距，并将数据填入表格相应位置。 7、调整物距使u=f，移动光屏直到看到清楚的像为止，观看物距、像的性质及像距，并将数据填入表格相应位置(若找不到像，空着不填)。 8、调整物距使uf，调整光屏的位置,看能否在屏上找到像。假如不能,试着从光屏一侧透过
11、凸透镜用眼睛直接观看烛焰，观看一下是实像还是虚像，并观看像的大小和正倒填入表中。 9、分析试验数据，得出结论。 10、将试验仪器整理成开头做试验时的样子。 【试验数据】 新课标教学网（） 精品资料 第1页 共2页 最专业的中学校教学资源共享平台 【试验结论】 1、假如以焦点为参考点，则物体离焦点越近，像距离透镜 越远 ，像的大小 越大 。 2、当u=2f时成等大的像，u2f时成 缩小 的像，u2f时成 放大 的像，所以，u=2f是成像放大还是缩小的分界点。 3、当u=f时，既不能成实像也不能成虚像，uf时成实像，uf时成虚像，所以，u=f是成像 虚实 的分界点。 4、成等大的像时，物距 等于 像距；成放大的像时，像距 大于 物距；成缩小的像时，像距 小于 物距。 5、实像总是 倒立 的，像和物在透镜的 两侧 ；虚像总是 正立 的，像和物在透镜的同侧。 新课标教学网（） 精品资料 第2页 共2页