1、0实验名称用两次成像法测凸透镜焦距实验目的1、掌握位移法测透镜焦距的原理及方法2、理解透镜的成像特性实验装置(图 2-1)1:溴钨灯 S 2:物屏 P (SZ-14)3:凸透镜 L(f , =190mm) 4:二维调整架(SZ-07)5:白屏 H (SZ-13) 6:二维调节架( SZ-16)7:二维平移底座(SZ-02) 8-9:通用底座(SZ-01)图 2-1实验原理如果物体和屏的相对位置 l 不变,且间距 d 大于 4f时,凸透镜置于物屏之间, 移动凸透镜能在屏上得到两个清晰实象,如图 2.1 则可以证明透镜焦距为:lf421图 2-1如图 2-1,取物体与像屏之间的距离 L 大于4 倍
2、凸透镜焦距 f,即L4f,并保持 L 不变。沿光轴方向移动透镜,则在像屏上必能两次成像。当透镜在位置 I 时屏上将出现一个放大清晰的像(设此物距为 u,像距为 v) ;当透镜在位置 II 时,屏上又将出现一个缩小清晰的像(设此物距为 u,像距为 v) ,设透镜在两次成像时位置之间的距离为 C,根据透镜成像公式,可得 u= v,u=v 又从图 2-1 可以看出: uvL2u2CLvf=uv/(u+v)=(L-C)/2(L+C)/2/L=(L2-C2)/4L. 实验内容1、光学系统共轴的调节。2、改变物屏间距 l,测出透镜间距 d 由 再计算得透镜焦距。ldf423、透镜转过 180o,测 l,d
3、,计算 f实验步骤1)按图 2-1 沿米尺布置各器件并调至共轴 ;2)紧靠米尺移动 L,使被照亮的物体在屏 H 上成一清晰的放大像,记下 L 的位 置 a1 和 P 与 H 间的距离 l ; 3)再移动 L,直至在像屏上成一清晰的缩小像,记下 L 的位置 a2 ;4)将 P、L、H 转 180(不动底座) ,重复做前 3 步,又得到 L 的两个位置 b1、 b2 ;5)计算:; 12ada12bdb;lf4, lf4,2待测透镜焦距: 2,baff实验记录物屏 P= cm 白屏 H= cmL= cm实验数据处理1)、由公式可得:= cm12ada= lf4,2)、当透镜转过 1800 后= 12bdb= lfaa4,次数数据项目A1(cm)A2(cm)B1(cm)B2(cm)1234567891011平均值(cm)33)、待测透镜焦距:= 2,baff误差分析