1、实验报告实验目的:1、 避免使用自准直法、平面镜法、共轭法等方法测凸透镜时所带来的误差。2、 在不改造分光计的前提下,采用可调狭缝来提高对凸透镜焦距测量的准确性。实验创新之处:本实验利用分光计测量凸透镜焦距精度较高,而且实验操作比较简单。由狭缝可以测量凸透镜的焦距。反之,在知道凸透镜焦距的情况下,本实验可以测出微小狭缝的缝宽。这就一举两得。实验器材:KFJJY1 型分光计、凸透镜、可调狭缝实验原理:所用仪器为 KFJJY1 型分光计。A、钠光源 B、平行光管 C、可调狭缝 D、待测凸透镜 E、望远镜 F、载物台待调整之后,结构简图为:1、钠光源 2、毛玻璃 3、 狭缝 4、物镜 5、可调狭缝
2、6、待测凸透镜 7、物镜 8、分划板 9、目镜其中 5 可调狭缝(可以精确到 0.01mm) ,分划板的最小刻度 a 为0.264mm。如图:而本实验的光路图为:平行光管产生的平行光通过可调狭缝 5 之后,经待测透镜 L3 成平行光。再经望远镜物镜 L1 后成像在其焦平面上,像宽为 ,由上图所示光路中,x的几何关系可知: 00 tantan,tan,tan fxfxx所以; fxfx式中:x 为可调狭缝 5 的宽度,可直接读出: 为分划板上亮纹所占x的刻线宽度。 ;其中 n 为亮纹所占的刻度数。可由目镜读出,naxa 为分划板最小刻度;f 为望远镜物镜的焦距, (KFJJY1 型分光计产品中给
3、出发 f 的数值为 f=170mm) 。 为待测凸透镜的焦距。xf实验步骤:(1) 调节分光计使望远镜光轴和平行光管与仪器主轴垂直,并使载物台达到合适的高度,以使凸透镜中心与主轴线接近。(2) 调节平行光管,光线摄入量最大。将狭缝 3 开至最大。(3) 将可调狭缝 5 放于平行光管物镜后;凸透镜放于载物台。(4) 将可调狭缝 5 打开适当宽度。前后移动凸透镜。直至分化板上显示出明亮清晰的条纹。(5) 将可调狭缝 5 打开适当宽度,使亮条纹刚好处于整数个刻度,边缘相切。如图: (6) 读出分划板刻度条数。(7) 利用公式 计算凸透镜的焦距。fnaxf(8) 利用不同的缝宽重复上述步骤。实验数据:
4、实验数据处理:待测凸透镜焦距mf170cf5.0cmmfxf cfxf cmmfxf cfxf cmmfxf 3.113701624.08 8.85.62 .1170134.0 8.826. 7.1177014.0254321 (mm)x(mm)x ( cxfm)1 2.0 0.26411 11.72 2.2 0.26412 11.83 2.4 0.26413 11.84 2.6 0.26415 11.85 2.8 0.26416 11.3cmffffffx6.153.18.18.18.17.1554321 %8.0105.1.6. 1000 ffEx实验注意事项:实验结论与所遇到的问题:(1) 可调狭缝的宽度精确度不太高,造成误差有点偏大;(2) 像的边缘不太清晰, 读出的数据稍微有误差;x(3) 凸透镜的底座水平难以达到水平测试仪的最高标准要求。实验相比之下的优点: