光组的焦距测量.doc

光组的焦距测量一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的和要求1、正确选用测量焦距的方法2、掌握正确的数据处理精度分析的方法（一） 放大率法1、 实验原理玻罗板：刻有 5 组间隔不同的平行线，间距分别为：1mm 、2mm 、4mm、10mm、20mm实验原理图放大率法德原理是通过测量像 y’的大小，计算出被测透镜的焦距由实验原理图可知，平行光管的焦距和被测物镜的焦距之比等于位于焦面上的物象大小之比，即平平 fy''式中， — 平行光管物镜的焦距平'f— 位于平行光管物镜焦平面的玻罗板上某一对刻线的间隔距离平y1— 由目镜所测得的玻罗板刻线像的间距'y则被测透镜的焦距平平 ''fy为使被测的像放大后再进行读数，常用带测微目镜的读数显微镜进行读数，其光路图如图所示：测定正透镜焦距测定负透镜焦距2用带有测微目镜的读数显微镜进行读数时其公式为： 平yff''式中，β— 读数显微镜的显微物镜放大率— 被显微镜放大的玻罗板刻板刻线像间距'2、主要仪器设备光具座，光源，平行光管物镜，被测透镜（正透镜、负透镜），测微目镜3、操作方法和实验步骤测量是在光具座上进行的，测量步骤如下：(1) 被测透镜安放在透镜夹持器上，调整夹持器使被测透镜与平行光管光轴大致重合；(2) 调节测微目镜视度，使其同时看清十字叉丝和读距分划板；(3) 松开透镜夹持器的固定螺旋，前后移动透镜座使分划板的像位于显微镜的工作距离上，使读数显微镜能看到平行光管玻罗板成像在读距分划板上，然后旋紧固定螺钉；(4) 调节显微镜座，使平行光管玻罗板的像和读距分划板一样清晰；(5) 转动测微鼓轮，读出一组间隔距离的像的大小，然后根据以上公式算出被测物镜的焦距。

4、实验数据记录和处理=550mm ：选择玻罗板上一组刻线平'f平y= 20mm平 一 二 三 y’平均（mm）f’ 平平 'fya’（mm） 0.119 0.035 0.084b’（mm） 7.265 7.188 7.230正透镜a’-b’（mm） -7.146 -7.153 -7.146-7.148 196.570mm= 20mm平y一 二 三 y’平均（mm）f’ 平平 'fya’（mm） -0.692 -0.694 -0.700b’（mm） -1.322 -1.323 -1.327负透镜a’-b’（mm） 0.630 0.629 0.6270.629 -17.298mm5、 思考题① 如何选用玻罗板上一对刻线的间距，它的大小有何影响？答：选择在目镜中能看到间距最大的且清晰的一对刻线，如果间距较小② 如何粗略地估计出被测透镜与显微镜物镜间的距离？答：对于正透镜，用一张较薄的纸板置于被测透镜后，移动纸板直到在纸板中观察到平行光的像斑最小时，该位置为透镜的焦平面，将显微物镜在放置在纸板处；对于负透镜，利用正透镜使正、3负透镜组成伽利略望远镜，移动负透镜，使负透镜后的纸板成一个圆斑，且移动纸板，圆斑的大小不变，此时两透镜的间距减去正透镜的焦距，就大致得出测透镜与显微镜物镜间的距离。

③ 试说明透镜的朝向与光源的波长对测量结果有无影响？答：有影响，若透镜的两个折射球面的半径 r1≠r2 ，则得到的焦距不相等，所以测量结果不相等，透镜对不同波长的光折射率不同，所以测得的结果也不同④ 如何用放大率法测量焦距？试用公式表示之答：由公式 ，需测得 y’（像距），由于 y 平 ，f 平 已知，可以计算的 f’平平 fy''⑤ 你对该实验有何改进意见？答：在实验条件允许的条件下，能配置不同波长的光，使我们较直观的观察光不同波长对透镜的折射率的改变；能用两个平凸透镜代替正透镜，分别测量两个平凸透镜的焦距，然后将两个平凸透镜紧靠组成一个正透镜，在测量其焦距，然后进行分析其焦距的关系4（二） 附加接筒法1、 实验原理实验原理图：附加接筒法利用带测微目镜的显微镜，在两种像距的情况下，测得被测物镜的垂轴放大率，由此求得被测物镜的焦距 12'efe 为被测物镜与显微镜筒之间所加接筒的长度，它等于两像距之差2、主要仪器设备显微镜（显微物镜为被测物），测微目镜，附加接筒3、操作方法和实验步骤被测物镜为 10×显微物镜，就在显微镜架上进行测量1）将格值为 0.1mm 的玻璃尺，放在显微镜的载物台上，装上目镜，拧上被测物镜，调好照明光源（2）通过上下移动显微镜管对玻璃尺调焦，直至从目镜中观察到清晰的玻璃尺的刻线像（3）用测微目镜取代目镜，微调，获得清晰像面，再测出格值为 0.01mm 的玻璃尺 y1 间隔的像距 y1’，即可求出 1'y5（4）加入接筒使得像距增加了 e=25mm，在进行调焦，又测得格值为 0.01mm 玻璃尺上 y2 间距的像 y2’，并求出 ，这样根据公式即可求出被测显微物镜的焦距21'y4、实验数据记录和处理= -0.05mm1y一 二 三 y1’平均（mm） 1'ya’（mm） 0.534 0.452 0.530b’（mm ） 2.668 2.604 2.698未加接筒a’-b’（mm） -2.134 -2.152 -2.168-2.151 43.04= -0.05mm2y一 二 三 y2’平均（mm） 2'ya’（mm） 0.186 0.134 0.792b’（mm ） 2.620 2.572 3.268加入接筒a’-b’（mm） -2.434 -2.438 -2.476-2.449 48.98由 ， e=25mm，可得 =4.2112'ef 'f由 =4.28， 得相对误差 u = -1.63%标'f。