由物距-像距法测凹透镜焦距

实验三由物距－像距法测凹透镜焦距一、实验目的1.学会由物距－像距法测凹透镜焦距的方法2.掌握简单光路的分析和光学元件等高共轴调节的方法3.熟悉光学实验的操作规则4.验证透镜成像公式，并从感性上了解透镜成像公式的近似性二、实验原理由于凹透镜是发散透镜，对实物成虚像，所以直接测量凹透镜的物距、像距，难以两全。为了测量凹透镜的焦距，我们只能借助与凸透镜成一个倒立的实像作为凹透镜的虚物，虚物的位置可以测出。凹透镜能对虚物成实像，实像的位置可以测出，使能得到能用像屏接收的实像。其测量原理如下光路图3-1所示。实物AB经凸透镜L1成像于A′B′。在L1和A′B′之间插入待测凹透镜L2，就凹透镜L2而言，虚物A′B′又成像于A″B″。实验中，调整L2及像屏至合适的位置，就可找到透镜组所成的实像A″B″。因此可把O2A′看为凹透镜的物距u，O2A″看为凹透镜的像距v，则由成像公式可得：111uvf（3-1）uvfuv（3-2）由于uv，求出的凹透镜L2的焦距f为负值。三、主要仪器及耗材1：白光源S7：像屏（SZ－13）2：物屏(SZ－14)8：普通底座（SZ－04）图3-1测量凹透镜焦距O1O2AB′vL1uBL2A′A″B″3：凸透镜(70mmf，加光阑)9：升降调节座（SZ－03）4：透镜架（SZ－08）10：升降调节座（SZ－03）5：凹透镜11：普通底座（SZ－04）6：透镜架(SZ－08)12：普通底座（SZ－04）四、实验内容和步骤（设计性项目可无此项目）图3－2图3－31、使被面光源照亮的物屏P1通过凸透镜L1在像屏P2上成清晰像时，P1与P2的距离稍大于凸透镜焦距的4倍。记下L1和P2在导轨上的位置读数。2、在凸透镜和像屏之间加入待测的薄凹透镜L2，调同轴，向稍远处移动像屏，直至屏上又出现清晰的像。记下L2和像屏P2′的位置读数。3、以L2P2′距离为物距u，以L2P2距离为像距v，将数值代入式1/1/1/uvf，计算被测透镜的焦距。五、数据处理与分析1、分析实验结果，讨论误差形成原因；2、自拟表格记录实验数据。f1f2v2v1u1u2ABA′B′B〝A〝F凸F凹L1L2六、实验注意事项1、凹透镜支座需采用二维可调节支座，以便于左右调节，保证其透镜中心在物与凸透镜确定的光轴上。2、光学元件应轻拿轻放，要避免震动和磕碰，以防破损.3、为了区别凸透镜和凹透镜，可以持镜看书，将字放大者为凸透镜，缩小者为凹透镜.决不准用手触摸光学元件的光学面（如透镜的镜面），只能接触非光学面（如毛玻璃面）.也不准对着光学元件说话、咳嗽、打喷嚏，以防污损.4、光学表面附有灰尘、污物时，不要自行处理（不能用手或布甚至用纸去擦）.应向教师说明，在教师的指导下进行处理.七、思考题1．实验中，用什么测量方法确定清晰像的位置？2.透镜成像公式1''sfsf成立的条件是什么?为什么要调节光学系统共轴?3．实验测试前，如何调整“共轴等高”？