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《薄透镜焦距的测定》实验报告
一、【实验目的】
1、观察薄凸透镜、凹透镜的成像规律；
2、学习光路的等高共轴和消视差等分析调节技术；
3、学习几种测量焦距的方法：如成像法、自准法、共轭法测凸透镜焦距；成像法、自准法测凹透镜焦距。
4、观察透镜的像差。
二、【实验仪器】
光具座，凸透镜，凹透镜，光源，物屏，平面反射镜，水平尺和滤光片等。
【实验原理】
透镜的厚度相对透镜外表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?
????????????s为物距，s′为像距，f?′为像方焦距。其符号规定如下：实物与实像时取正，虚物与虚像时取负；f?为透镜焦距，凸透镜取正，凹透镜取负?。
〔一〕、凸透镜焦距的测定
自准法
光源置于凸透镜焦点处，发出的光线经过凸透镜后成为平行光，假设在透镜后放一块于主光轴垂直的平面镜，将此光线反射回去，反射光再经过凸透镜后仍会聚于焦点上，此关系称为自准原理。如果在凸透镜的焦平面上放一物体，如图1所示，其像也在该焦平面上，是大小相等的倒立实象，此时物屏至凸透镜光心的距离便是焦距。
成像法
如图2所示，用实物作为光源，其发出的光线经会聚透镜后，在一定条件下成实像，可用白屏接取实像加以观察，通过测定物距和像距，利用〔1〕式即可算出焦距。
共轭法
如图3所示，如果物屏与像屏的距离D保持不变，且D??4f，在物屏与像屏间移动凸透镜，可两次成像。当凸透镜移至O1处时，屏上得到一个倒立放大实象A1B1,当凸透镜移至O2处时，屏上得到一个倒立缩小实象A2B2，由图2可知，透镜在O1处时：
〔二〕、凹透镜焦距的测定
如图4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O1A1∣f2∣，那么通过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〔1〕，可得凹透镜焦距。
【实验步骤】
1光具座上各光学元件同轴等高的调节：
先利用水平仪将光具座的导轨在实验桌上调水平，然后进行各光学元件共轴等高的粗调和细调，直到各光学元件的光轴共轴，并与光具座导轨平行为止
2参考原理，用自准法、成像法、共轭法等方法测量实验室所提供凸透镜的焦距。
3用自准法、成像法测出实验室所提凹透镜的焦距。
4计算结果和不确定度比拟各种实验方法的误差，分析各种方法的优缺点。
五、【实验数据】
一、凸透镜焦距的测定
1.自准法：
物A(cm)
透镜O(cm)
焦距f(cm)
计算值
薄透镜
128.0
108.0
20.0
由自准法的实验原理知f等于物屏到透镜的距离，即
2.成像法：
物A〔cm〕
透镜O〔cm〕
像A’〔cm〕
焦距f〔cm〕
计算值
厚透镜
128.0
120.0
111.5
4.12
厚透镜
128.0
121.7
110.7
4.01
薄透镜
128.0
96.0
42.0
20.10
薄透镜
128.0
90.0
46.8
20.21
计算每次实验的物距(物A坐标和透镜O坐标之差，判断正负〕和像距〔像A’坐标和透镜O坐标之差，判断正负),再带入公式
f’为像方焦距，f为物方焦距，s’为像距，s为物距
3.共轭法：
物
A(cm)
透镜O(cm)
(第一次位置)
透镜O(cm)
(第二次位置)
像A’
(cm)
焦距f(cm)
计算值
厚透镜
128.0
122.5
114.5
108.0
4.20
厚透镜
128.0
122.3
116.8
110.0
4.08
薄透镜
128.0
97.0
70.2
38.9
20.77
薄透镜
128.0
94.5
62.5
32.0
21.33
计算过程：
由实验原理知
D为物屏与像屏的距离，d为透镜
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