大学物理焦距实验.ppt

注意事项 光学元件要轻拿轻放，避免损坏。 各光学元件的表面要求清洁干燥，使用时不允许直接接触光学表面 大学物理实验 透 镜焦 距的 测量 与计算机仿真实验 海南大学公共实验中心 实验简介 实验目的 实验原理 仪器介绍 实验内容与步骤 注意事项 数据处理要求 思考题 几何光学是光学的一大分支，它仅限于研究几何尺寸远远大于所用光波波长的对象，可借助几何学得出近似的结果。本实验就是利用这个原理，对一些透镜的参数进行测量。透镜是使用最广泛的一种光学元件，眼球也是一种透镜，人们正是通过这一对透镜来观察周围世界。透镜及各种透镜组合可形成放大的或缩小的实像及虚像。人类就是利用透镜及其组合观察到遥远宇宙中星体的运行情况以及肉眼看不见的微观世界。描述透镜特性的一个重要参数是焦距。由于使用目的和条件的不同，需要选择不同焦距的透镜或透镜组，因此必须理解透镜的成像规律，掌握光路调整技术以及透镜焦距的测量方法。各种光学仪器， 例如望远镜、显微镜、照相机等都是由透镜或透镜组等主要元件所组成的。 实验简介 实验目的 加深理解薄透镜的成像规律 学会光学元件的共轴调节技术 掌握多种测量薄透镜焦距的方法并能正确的进行数据处理 : 物距像距法 共轭法 利用辅助透镜成像法测凹透镜焦距(仿真实验） 光具座，凸透镜、凹透镜，小灯，狭缝，像屏 微机。 实验仪器 实验原理 物屏P 凸透镜L 像屏N p? p f 1 物距像距法 规定：以透镜光心为参考点，向左为负，向右为正。 2 共轭法 L p1 p1 p2 p2 Ⅰ Ⅱ L不变，而且 L4f d 3 辅助透镜成像法测凹透镜焦距 O1 O2 A B′ p L1 p B L2 A′ A″ B″ 1 调节光学系统同轴等高 A.所有光学元件的主光轴重合 B.公共的光轴与光具座的导轨平行 调节方法：大像追小像，逐次逼近。 使小像、大像中心重合。 读数方法：左右逼近法 主光轴 光源 物屏 透镜 像屏 实验内容与步骤 序号 物距范围 透镜成像规律 （像的虚、实，正立、倒立，像距范围） 1 物距远大于2倍焦距 2 物距等于2倍焦距 3 物距小于2倍焦距大于1倍焦距 4 物距小于1倍焦距 表1 凸透镜成像规律记录表（透镜焦距f=75.00mm） 2 选取合适的物屏距离观察凸透镜的成像规律 注意：每次测量应改变像屏所在位置。 次数 物屏位置X1 透镜位置O 像屏位置Y1 物距p 像距p′ 焦距f 左逼近 右逼近 平均值 1 2 3 4 5 6 7 备注 表2 物距像距法测凸透镜焦距 单位：mm 3 用两不同种方法测量凸透镜焦距（步骤） （是否有必要以文字方式在此给出具体步骤，由您决定。我觉得口头讲解后由学生结合实际操作自行总结好些，否则实验报告上的步骤千篇一律难分高下。本学期抄报告现象很严重！） 表3 共轭法测凸透镜焦距 次 数 成大像透镜位置O1 成小像透镜位置O2 左逼近 右逼近 平均值 左逼近 右逼近 平均值 1 2 3 4 5 6 7 备 注 物屏位置X2= 像屏位置Y2= 单位：mm 注意：L 4 f ，固定物屏与像屏的位置。 3 用两不同种方法测量凸透镜焦距（步骤） 表4 辅助成像法测凹透镜焦距数据记录 次 数 1 2 3 4 5 6 物 位 置 L 17.75 凸透镜位置L0 49.50 虚物位置L1 78.00 凹透镜位置L2 70.75 实像位置L3 96.25 焦距f 单位：mm 要求：详细记录仿真实验操作步骤。 4 用计算机仿真实验手段测量凹透镜焦距 注意：每次测量不改变凸透镜位置, 只改变凹透镜和像屏所在位置。 凸:u=31.75,v=28.50,f=15.02 凹:f=-10.13 1．为何在测凹透镜焦距时，先使凸透镜成一缩小的实像？当放上凹透镜后，这个像位于凹透镜的焦点之外还是之内？为什么？ 2．在“共轭法”测量中，为什么要求 L 略大于4f ，等于或小于行不行？请给予解释。 课后思考 数据处理要求 * *