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凸透镜成像实验注意事项 凸透镜成像实验报告

睿知经验知识

本次实验使用凸透镜进行成像实验，通过调整模拟物距离和凸透镜位置，成功观察到物体在成像平面上的清晰倒立像 。同时，通过实验测量了凸透镜的焦距，得到了该透镜的物距-像距关系公式 。本实验进一步加深了我对光学成像原理的理解，同时也有效提高了我的实验能力和实验技巧 。

凸透镜成像实验注意事项 凸透镜成像实验报告

文章插图
怎样测凸透镜的焦距(实验报告)一、实验综述

1、实验目的及要求

（1）了解对简单光学系统进行共轴调节

（2）学会用自准直法测量薄凸透镜的焦距

（3）学会用位移法测量薄凸透镜的焦距

（4）学会用物距-像距法测量薄凸透镜的焦距

（5）学会用物距-像距法测凹透镜的焦距

2、实验仪器、设备或软件

光具座，凸透镜，凹透镜，光源，物屏，平面反射镜，水平尺和滤光片等

二、实验过程（实验步骤、记录、数据、分析）

（1）观测依据

1．自准直法测薄凸透镜的焦距

根据焦平面的定义，用右图所示的光路，可方便地

测出凸透镜的焦距f=| xl- x0

2．物距——像距法测凸透镜焦距

在傍轴光线成像的情况下，成像规律满足高斯公式

如图所示，式中u和v分别为物距和像距，

f为凸透镜焦距，对f求解，并以坐标代入则有

=(xo＜xL＜xi)

xo和xL取值不变(取整数)，xi取一组测量平均值 。

3．位移法测透镜焦距 (亦称共轭法、二次成像法)

如右图所示，当物像间距 D 大于 4 倍焦距即D > 4 f时，透镜在两个位置上均能对给定物成理 想像于给定的像平面上 。两次应用高斯公式并以几何关系和坐标代入，则得到

xo和xi取值不变(取整数)，xL1和xL2各取一组测量平均值 。

4．用物距-像距法测凹透镜的焦距

B

F1

Xi

Xo

XL
A1A2

A1

A2

B1

F2
A

L1

L2
B!

B2

在上图中：L1为凸透镜，L2为凹透镜，凹透镜坐标位置为XL，F1为凸透镜的焦点，F2为凹透镜的焦点，AB为光源，A1B1为没有放置凹透镜时由凸透镜聚焦成的实像，同时也是放置凹透镜后凹透镜的虚物，坐标位置为XO，A2B2为凹透镜所成的实像，坐标位置为X i 。

对凹透镜成像，虚物距u=XL-Xo，应取负值(xL＜xo)；实像距v=Xi-XL为正值(xL＜xi)；则凹透镜焦距f2为：

＜0(凹透镜焦距为负值!!!)

xL取值不变，xo和xi各取一组测量平均值 。

（2）实验步骤：

1．自准直法测凸透镜焦距

如图1布置光路，调透镜的位置，高低左右等，使其对物成与物同样大小的实像于物的下方，记下物屏和透镜的位置坐标 x0 和 x L。

2．物距——像距法测凸透镜焦距

如图2布置光路，固定物和透镜的位置，使它们之间的距离约为焦距的 2 倍；移动像屏使成像清晰； 调透镜的高度，使物和像的中点等高；左右调节透镜和物屏，使物与像中点连线与光具座的轴线平行；用左右逼近法确定成理想像时，读像屏的坐标 。重复测量 5 次 。

3．用位移法进行共轴调节

参照图3布置光路，放置物屏和像屏，使其间距 D > 4 f，移动透镜并对它进行高低、 左右调节，使两次所成的像的顶部（或底部）之中心重合，需反复进行数次调节，方能达到共轴要求 。

4．位移法测焦距

在共轴调节完成之后，保持物屏和像屏的位置不变，并记下它们的坐标 x0 和xi，移动透镜，用左右逼近法确定透镜的两次理想位置坐标 x L1 和 x L 2。测量5次 。

5．用物距——像距法测量凹透镜的焦距，要求测三次 。

6．组装显微镜并测其放大率 。

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