薄透镜焦距的测定方法.doc

薄透镜焦距的测定方法 贵州师范大学 物理与电子科学学院 胡金毕 学号：110801010020 摘要：物理学是一门以实验为基础的学科，在实验中分析与统计得出物体的物理性质。在大学中“普通物理实验”是作为物理学者所必须学习的科目，在这本书中让我们学会了怎样做好物理实验。透镜是大家所熟悉的物理仪器，在现实生活中应用也是比较广泛的，如照相机、投影仪、望远镜等，我们应用了它的什么性质呢？这是我们必须弄清楚的，那透镜还有什么性质呢？这些都是是我们必须弄清楚的。 关键词：薄透镜 透镜的焦距 测量方法 引言 透镜是最基本的光学元件，放大镜、望远镜等许多光学仪器都是由简单的透镜组成，而透镜的焦距是反映透镜特性的一个重要参数[1]。薄透镜是指透镜中心厚度比焦距小很多的透镜。只要将透镜的焦距测定准了那么透镜就体现出它的价值了，人们就可以应用它，使它为人类的生活质量得以提高。国2号文件明确指出改善人们的生活质量,是呼应现代社会的步伐,从实验中探索真理,在现实中应用真理,提高人们的生活质量。 上述以提透镜的广泛应用得以改善人们的生活的质量，那它还可以发挥它本身最大的价值吗？这个问题得以从透镜本身的性质着手探索，经过无数科学家的努力，总结出透镜的一些性质。今天我们在他们的“肩上 ”再次体验他们的硕果，让我们体验他们的科学精神，我们就从光学实验中的薄透镜焦距测量做起。 实验原理及仪器 实验原理 透镜分为两大类，一类是凸透镜（正透镜或会聚透镜）[2]，对光线起会聚作用，另一类是凹透镜（负透镜或发散透镜），对光线起发散作用，透镜会聚或发散的本领的大小由焦距的大小决定。设透镜的像方焦距为f物距为p’对应的像距p，再近光轴的条件下，由高斯公式可得：f=pp’／p-p’。 实验仪器 在测定薄透镜焦距的实验中，所用的仪器有光具座、会聚透镜、发散透镜、物屏、白屏、平面镜、尖头棒、光源。 实验方法 会聚透镜焦距的测定方法有三种。 （1）、物距像距法； （2）））））’ ／p-p’ （5）、列表及实验数据的处理 物距像距法 单位：（m） 次数 P P’ f 1 2 2、会聚透镜焦距的测定--------共轭（二次成像）法。 （1）、将光源、物屏、会聚透镜（正透镜）’，像距为v’），设透镜两次成像时位置之间的距离为d[4]。这种方法的优点是把焦距的测量归结为对l和d的测量，避免了在测量误差（一般透镜光心不一定与它的几何中心重合））’ u=l-d／2 uv’=l-u’=l-（l-d／2）=l+d／2 f=uv／u+v=l2-d2／4l （6）、列表及数据处理 二次成像法 单位：（m） 次数 物距u 像距v f 1 2 会聚透镜焦距的测量------------自准直法 （1）、将光源、物屏、尖头棒、会聚透镜（正透镜）’，则p与l之间的距离就是透镜的焦距，如下图装置所示。 （3）自准直（平面镜）法装置如下 （4）观察图像使之成最清晰等大。 （5）列表及数据处理 自准直法 单位:(m) 次数 焦距f 1 2 3 平均值f （二）、发散透镜焦距的测定 1、发散透镜（负透镜）焦距的测定---------虚物成实像（物距像距）法。 （1）将光源、物屏、尖头棒、会聚透镜（正透镜）’，当在加上待测焦距的发散透镜l，设此时形成的像为p’，则p和p’对于l来说是虚像和实像，分别测出l到p和p’的距离和p和p’。 （3）虚像成实像（物距像距）法装置如下 （4）由透镜成像成像的高斯公式可得 f=pp’ ／p-p’ （5）列表及数据处理 物距像距法 单位：（m） 次数 P P’ f 1 2 3 平均值f 2、发散透镜（负透镜）焦距的测定---------平面镜辅助确定虚像位置法 （1）））’ ／p-p’ （5）列表及数据处理 物距像距法 单位：（m） 次数 物距P 相聚P’ 焦距f 1 2 3 平均值f 实验误差分析 （一）