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1、学 海 无 涯 实验三 由物距像距法测凹透镜焦距 一、实验目的 学会由物距像距法测凹透镜焦距的方法 掌握简单光路的分析和光学元件等高共轴调节的方法 熟悉光学实验的操作规则 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。,u v f, 1 1 1,（3-1）,u v,f ,u v,（3-2）,
2、由于 u v，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S,7：像屏（SZ13）,2：物屏(SZ14),8：普通底座（SZ04）,O1,O2,B,v 图3-1 测量凹透镜焦距 实物 AB 经凸透镜 L1 成像于 AB。在 L1 和 AB之间插入待测凹透镜 L2， 就凹透镜L2 而言，虚物 AB又成像于AB。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 AB。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：,L1,u,B A,L2,A,A,B,学 海 无 涯,3：凸透镜( f 70mm，加光阑),9：升降调节
3、座（SZ03）,4：透镜架（SZ08）,10：升降调节座（SZ03）,5：凹透镜,11：普通底座（SZ04）,6：透镜架(SZ08) 12：普通底座（SZ04） 四、实验内容和步骤（设计性项目可无此项目）,图 32,f1,v1,u1,f2 u2 图 33 1、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
4、 L2P2 距离为像距v ，将数值代入式 1/ u 1/ v 1/ f ，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；,A,B,A,B,A,F 凸,F 凹 B ,L1,L2 v2,学 海 无 涯 2、自拟表格记录实验数据。 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？,s,2.透镜成像公式 s ,f f ,1 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”？,
