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类型实验7测定薄透镜的焦距.doc

  • 上传人:ysd1539
  • 文档编号:6974769
  • 上传时间:2019-04-29
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    实验7测定薄透镜的焦距.doc
    资源描述:

    1、1实验 7 测定薄透镜的焦距实验目的1掌握光具座上各元件的共轴、等高 调节。2掌握用自准直法、二次成像法(位移法) 测定凸透镜焦距的原理和方法,掌握用物距像距法测定凹透镜的焦距。3掌握用标准不确定度评定测量结果。实验仪器光具座、光源、凸透镜、凹透镜、平面 镜、光屏等。实验原理一、凸透镜焦距的测量原理1薄透镜成像公式当成像光线为近轴光线时,薄透镜的成像公式为(1)fp1式中的 p 表示物距,p为像距,f 为焦距。 对于实物 p 为正,虚物 p 为负; 实像 p为正,虚像 p为负;凸透镜 f 为正,凹透镜 f 为负。2自准直法在光具座上,如果将发光物安放在凸透镜的焦平面上时,它发出的光线通过透镜变

    2、成平行光线,经与主光 轴垂直的平面反射镜反射后,再次经过透镜,将在透 镜焦平面上得到清晰的发光物的像。调整发光物和凸透镜之间的距离,当像与物重合时,分别读 出物与透镜位置 xp及 x,即得焦距:2(2)xfp3二次成像法(位移法)使物与像之间得距离 L 大于 4f,并保持 L 不变。然后调整凸透镜的位置,在像屏上得到一个放大的像;继续移动凸透镜,在像屏上得到一个缩小的像。测出透镜在两次成像之间移动的距离是 l,便由下式算出 f:(3)Llf42二、凹透镜焦距的物距像距法测量让物经凸透镜成像于某一位置,然后在凸透镜与像之间插入一焦距为 f 的凹透镜,此时 第一次成的像即为 凹透镜的虚物, 经凹透

    3、镜 后最终可成像于另一个位置。根据(1)式,只要测出 p 和 p,就可以计算出凹透镜焦距 f。实验内容及步骤对光具座进行共轴、等高等调节后,完成下列 实验内容:一、测凸透镜的焦距1自准直法:完成表 7-1 的测量内容。2二次成像法( 位移法):完成表 7-2 的测量内容。二、用物距像距法测定凹透镜的焦距:完成表 7-3 的测量内容3实验数据记录表 7-1 自准直法测凸透镜的焦距xp = 10.00 cm 单位:cm 次数 i 1 2 3 4 5 6凸透镜位置 ix25.85 25.80 25.80 25.82 25.85 25.81旋转 180后位置 i25.90 25.90 25.90 25

    4、.90 25.87 25.882)(iiix25.88 25.85 25.85 25.86 25.86 25.84凸透镜位置cm86.25x凸透镜焦距粗测值cm.1f表 7-2 二次成像法测凸透镜的焦距xp= 10.00 cm xq= 82.90 cm L =|xp-xq|= 72.90 cm 单位:cm次数 i 1 2 3 4 5 6il133.45 33.55 33.50 33.45 33.50 33.50i259.55 59.50 59.55 59.50 59.55 59.60iiill126.10 26.95 26.05 25.95 26.05 26.10i0.07 0.08 0.02

    5、 0.08 0.02 0.07透镜位移的平均值cm03.26lcm8)(uA表 7-3 用物距像距法测定凹透镜的焦距xp= 93.20 cm xq= 77.65 cm 单位:cm 次数 i 1 2 3 4 5 6凹透镜位置 ix167.55 67.52 67.50 67.55 67.45 67.48旋转 180后位置 i67.65 67.60 67.55 67.65 67.55 67.602)(11iiix67.60 67.56 67.52 67.60 67.50 67.54i0.04 0.00 0.04 0.04 0.06 0.02凹透镜的位置cm56.71xcm0)(uA4数据处理一、测凸

    6、透镜的焦距1自准直法凸透镜的位置 cm86.254.86.25.84.25.8.2561 ix凸透镜焦距的粗测值cm6.1f2二次成像法( 位移法)在本实验中,有 m029.3/5.)()( xLuxumqp凸透镜位置的平均值 c3.6169.20.695.210.661 ill凸透镜位置的 A 类不确定度 m028. 07.2.08.2.08.7.30)(56)( 2212 iAllu凸透镜位置的 B 类不确定度 m029.3/5.)(llum凸透镜位置的总标准不确定度 .43.8.0)()( 2222lllBA凸透镜焦距的最佳估计值(平均值) cm90.15.724369.2Llf凸透镜焦

    7、距的合成标准不确定度5cm01.083.1 043.9.726.9724.6. )()()( 2222 luLluLlfuc凸透镜焦距的测量结果 c)01.9.5()fufc二、测凹透镜的焦距凹透镜位置的平均值 cm56.74.650.7.652.7.60.7161 iix凹透镜位置的 A 类不确定度 m017. 02.6.040.4.301)(56)( 222221 iiAxxu凹透镜位置的 B 类不确定度 m029.3/5.)()(11 xum凹透镜位置的总标准不确定度 .34.7.0)()()( 2212121 xBA凹透镜的物距和像距 c09.1651 qxp m4.2.93.7p 0.59.0.)()(212 xupu凹透镜焦距的最佳估计值(平均值) c64.1.209.pf6凹透镜焦距的合成标准不确定度 cm1.023.045.)6.2509.1()() 224 pufuc凸透镜焦距的测量结果 c)1.()ffc

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