实验一-薄透镜焦距的测定4100字.docx

    实验一薄透镜焦距的测定4100字    大学物理实验论文姓 名：周帅帅学 号：学 院:专业班级：海洋科学 1302030217 化学与分子工程学院132班1薄透镜焦距的测定【关键词】凸凹透镜，光学系统，共轴调节，透镜焦距，测量摘要】透镜是最常用的光学元件，是构成显微镜、望远镜等光学仪器的基础焦距是表征透镜成像性质的重要参数学习透镜焦距的测量，不仅可以加深对几何光学中透镜成像的规律理解，而且有助于训练光路分析方法，掌握光学仪器调节技术最常用的测量焦距的方法大都是根据物像关系设计的，如：物像法、大小像法、辅助成像法等 【实验目的】1. 进一步理解透镜成像的规律； 2. 掌握测量薄透镜焦距的几种方法； 3. 学会光具座上各元件的共轴调节方法 【实验仪器】光具座、凸透镜、凹透镜、平面镜、像屏、物屏、光源 【实验原理】1、薄透镜焦距的测定透镜的厚度相对透镜表面的曲率半径可以忽略时，称为薄透镜薄透镜的近轴光线成像公式为：111?? （3—1—1） ss'f式中s为物距，s＇为像距，f 为焦距其符号规定如下：实物时s取正，虚物s取负；实像时s＇取正，虚像时s＇取负；f 为透镜焦距，凸透镜取正，凹透镜取负 。

1） 位移法测定凸透镜焦距 （贝塞尔法又称共轭成像法）如图1所示，如果物屏与像屏的距离A保持不变，且A > 4f，在物屏与像屏间移动凸透镜，可以两次看到物的实像，一次成倒立放大实像，一次成倒立缩小实像，两次成像透镜移动的距离为L据光线可逆性原理可得：s1= s2′，s2= s1′，则s1?s2?'A?LA?L'，s2?s1?， 22将此结果代入式（3—1—1）可得：f?A?L4A22图2 自准直法测凸透镜焦距（3—1—2）只要测出A和L的值，就可算出f2） 自准直法测凸透镜焦距光路图如图2所示当物体AB处在凸透镜的焦距平面时，物AB上各点发出的光束，经透镜后成为不同方向的平行光束若用一与主光轴垂直的平面镜将平行光反射回去，则反射光再经透镜后仍会聚焦于透镜的焦平面上，此关系就称为自准直原理所成像是一个与原物等大的倒立实像AB（此时物到透镜的距离即为焦距）所以自准直法的特点是：物、像在同一焦平面上自准直法除了用于测量透镜焦距外，还是光学仪器调节中常用的重要方法3） 物距—像距法测凹透镜焦距（利用虚物成实像求焦距）如图3所示，先用凸透镜L1使AB成实象A1B1，像A1 B1便可视为凹透镜L2的物体（虚物）所在位置，然后将凹透镜L2放于L1和A1B1之间，如果O2A1<∣f2∣，则通过L1的光束经L2折射后，仍能形成一实象A2B2。

物距s = O2A1，像距s′ =O2A2，代入公式（3—1—1），可得凹透镜焦距2、光具座上的共轴调节由于应用薄透镜成像公式时，需要满足近轴光线条件，因此必须使各光学元件调节到同轴所谓光学的共轴，是指各透镜的光轴重合，物面中心处在光轴上，并且物面、屏面垂直于光轴，照明光束也大体沿光轴方向本实验中还必须使光轴与光具座的导轨严格平行具体方法可分两步进行①粗调：先将透镜等元器件向光源靠拢，调节高低、左右位置，凭目视使光源、物屏上的透光孔中心、透镜光心、像屏的中央大致在一条与光具座导轨平行的直线上，并使物屏、透镜、像屏的平面与导轨垂直②细调：利用透镜二次成像法来判断是否共轴，并进一步调至共轴当物屏与像屏距离大于4f时，沿光轴移动凸透镜，将会成两次大小不同的实像若物的中心P偏离透镜的光轴，则所成的大像和小像的中心P′和P″将不重合，但小像位置比大像更靠近光轴（如图4所示）就垂直方向而言，如果大像中心P′高于小像中心P″，说明此时透镜位置偏高（或物偏低），这时应将透镜降低（或把物升高）反之， 如果P′低于P″，便应将透镜升高（或将物降低）P″P′ ′′图3 物距—像距法测凹透镜焦距 图4 共轴调节3调节时，以小像的中心位置为参考，调节透镜（或物）的高低，逐步逼近光轴位置。

当大像中心P′与小像中心P″重合时，系统即处于共轴状态当有两个透镜需要调整（如测凹透镜焦距）时，必须逐个进行上述调整，即先将一个透镜（凸）调好，记住像中心在屏上的位置，然后加上另一透镜（凹），再次观察成像的情况，对后一个透镜的位置上下、左右的调整，直至像中心仍旧保持在第一次成像时的中心位置上注意，已调至同轴等高状态的透镜，在后续的调整、测量中绝对不允许在变动实验内容】1．用位移法测定凸透镜焦距将光源、物、待测透镜、屏放置在光具座上调节各元件使之共轴对公式（3—1—2）中未知量进行测量测三次，求出每次测量的焦距值和平均值2．用自准直法测定凸透镜的焦距用平面反射镜替换屏，根据自准直法原理测量透镜焦距3．用物距—像距法测定凹透镜焦距（1）按图3所示，使物经凸透镜成缩小的像于屏上2）在凸透镜与屏之间放入凹透镜，量出凹透镜与屏的距离S3）凸透镜、凹透镜不动，移动屏直至成一清晰的实像，量出凹透镜与屏的距离S＇4）重复测量三次，用公式（3—1—1）计算出凹透镜焦距和平均值实验步骤】1． 调节系统共轴（1） 粗调：先将透镜等元器件向光源靠拢，调节高低、左右位置，凭目视使光源、物屏上的透光孔中心、透镜光心、像屏的中央大致在一条与光具座导轨平行的直线上，并使物屏、透镜、像屏的平面与导轨垂直。

2） 细调：使物与屏的距离足够远，移动透镜能够看到两次成像将透镜放在成小像的位置上，调节屏，使像的中心与屏上十字线的中心重合再将透镜放在成大像的位置上，调节透镜，使像的中心与屏上十字线的中心重合再将透镜放在成小像的位置上，重复以上步骤，直到大像中心与小像中心重合2． 用位移法测定凸透镜的焦距将光源、物、屏的位置固定，移动透镜成两次像，量出物屏的距离A和两次成像透镜移动的距离L，用公式3-1-2计算出透镜的焦距改变屏的位置，重复上述步骤测三次，求出焦距的平均值3． 用自准直法测定凸透镜焦距在透镜后面放上平面反射镜，移动透镜，使得在物平面上看到清晰、等大的反射像，量出物与镜的距离重复三次求焦距的平均值4． 用物距—像距法测定凹透镜焦距（1） 按图3-1-3所示，使物经凸透镜成缩小的像于屏上；（2） 在凸透镜与屏之间放入凹透镜，量出凹透镜与屏的距离s；（3） 凸凹透镜均不动，移动屏直至成一清晰的实像D?，并调节凹透镜使像的中心与屏上十字线的中心重合，量出凹透镜与屏的距离s?；（4） 用公式3-1-1计算出凹透镜焦距；（5） 重复三次，求出焦距的平均值4【总结】（一）、实验中暴露的问题：（1）、实验书的读懂并不代表会做实验。

我们做实验主要依据的就是实验教程，实验教程编写的很详细，即使是一个完全陌生的实验课题也能通过研读实验教材来了解实验的具体原理，操作及注意事项但是，事实上读懂了实验教材并不意味着能做好实验，这应该就是理论与实践之间存在的差异往往实验教材读的很熟，可是当面对实验仪器时会发现依旧是手慢脚乱，难以应付这充分反映了我们动手能力的欠缺，虽然理论学习的很出色，但是在实践上却很笨拙这可能与我们国家的教育体制有关，我们过分的强调理论的学习，很大程度上忽略了操作这一块，因此常常会有人说：西方国家的学生在动手能力方面比中国学生强很多，但在理论考试上却使中国学生的天下我想我们既然发现了这一点不足，就应该加强这方面的训练，从教育的体制抓起，不要一味的重视理论，这样只能培养纸上谈兵的学生2）、操作实验仪器的时候不敢独立进行，总是先观看别人，再自己模仿这是我在实验过程中遇到的另一个大问题每次实验的时候总是不敢自己先做，总是跟在别人后面进行操作我想这应该是缺乏自信的一种表现，是对自己动手能力没信心的表现所以我所要做的就是放开自己，按照实验仪器的操作要求主动独立完成实验内容不要总是畏首畏尾，敢于尝试这是我在今后的实践过程中要注意培养的。

3）、尽管已经做了十几个实验，但是在实验数据的处理，误差的分析，相关指标的计算还没有形成系统的概念e.g.不确定度，各种误差，明显有偏差的数据的处理等）这需要我在以前的基础上自己系统的总结一下自己到底毛病出在哪里，同时要将实验教程上提供的数据处理的方式方法系统的复习一遍，加深印象，巩固自己的知识结构，为今后的实验数据的处理打下良好的基础，也是对数学工具的一次实际应用的复习4）、开始的时候总是借学长的实验报告参考，但是发现其实这是一种严重的抄袭现象，后来逐渐淡化的这种想法我想在今后的学习生活中也要坚决杜绝这种间接抄袭的现象5）、选实验的时候不必听学长们说哪个简单哪个难，要按照自己的兴趣、意愿去选择只要记住实验设置了就一定能做，而且别人能做好，你也一定能做好二）、知识掌握：实验课程结束了，整个过程我学到了诸多方面的新知识技能学会了数据的基本处理、Excel的常用功能使用，常用仪器的使用技能（千分尺，螺旋测微计等），临场发挥的能力等三）、个人感悟：在日常的学习生说中要培养个人的兴趣；学习心态的端正是提高学习成绩的最佳路径之一；不要被文5献的长篇幅文字所吓倒，要透过现象看本质；不懂就问；学会发挥网络资源的作用。

四）、学科建议：对于学生的报告不要只注重书面，要注重其内在的含金量，书面好的实验报告也许只是字迹工整的表现对于不按照统一老师要求处理数据的学生不能直接否定，要从差异中寻找闪光点也许有时候学生的处理方式更合理6第二篇：实验2.14 光路调整与薄透镜焦距测定 3600字实验2.14 光路调整与薄透镜焦距测定【实验目的】1．学习光具座上各元件的共轴调节方法，研究透镜成像的基本规律2．掌握测定薄透镜焦距的几种基本方法实验仪器】光具座，凸透镜，凹透镜，平面反射镜，物屏，像屏，光源实验原理】透镜分为两类一类是凸透镜(或称正透镜或会聚透镜)，对光线起会聚作用，焦距越短，会聚本领越大；另一类是凹透镜(或称负透镜或发散透镜)，对光线起发散作用，焦距越短,发散本领越大在近轴光线的条件下，透镜置于空气中，透镜成像的高斯公式为111?? (2.14-1) s?sf式中s?为像距，s为物距，f?为第二焦距(或称像方焦距)对薄透镜,因透镜的厚度比球面半径小得多，因此透镜的两个主平面与透镜的中心面可看做是重合的s、s?、 f?皆可视为物、像、焦点与透镜中心(即光心)的距离，如图2.14-1所示图2.14-1 凸透镜成像光路图对于公式(2.14-1)中的各物理量的符号，我们规定：光线自左向右传播，以薄透镜中心为原点量起，若其方向与光的传播方向一致者为正，反之为负。

运算时，已知量需添加符号，未知量则根据求得结果中的符号判断其物理意义 测定薄透镜焦距的方法有多种，它们均可以由(2.14-1)式导出，至于选用什么方法和仪器，应根据测量所要求的精度来确定1．测凸透镜的焦距(1) 用物距一像距法求焦距当实物经凸透镜成实像于像屏上时，通过测定s、s?，利用(5-1)式即可求出透镜的焦距f?若s??，则s??f?也就是说，可把远处的物体作为物，经透镜成像后，透镜光心到像平面的距离就等于焦距此法多用于粗略估测，误差较大2) 用贝塞尔法(又称透镜二次成像法)求焦距如图2.14-2所示，AB为物，L为待测透镜，H为白屏，若物与屏之间的距离D?4f?，且图2.14-2 凸透镜二次成像光路图当D保持不变时，移动透镜，则必然。