测定凹透镜焦距的基本依据是透镜成像公式

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1、测定凹透镜焦距的基本依据是透镜成像公式。由于凹透镜只能成虚像，如何确 定虚像的位置，则是本实验的关键。这里我们将采用视差法和凸透镜补偿法确 定凹透镜所成虚像的位置。选自：高中物理学生实验利用透镜成像公式测凸透镜焦距时，还可以用图象法求得透镜焦距，具体实验 方法如下：在文中实验的基础上，逐次缩小或增大光屏和“1”字屏之间的距离，测出 每次的 u、v 值，并将 uv 值和（uv）值记入表 3 中。 表表 3 3u(毫米)v(毫米)u+v(毫米)uv(毫米2)以 u、v 为纵坐标，（uv）为横坐标作出 uv（uv）图线，该曲线的 斜率即为凸透镜的焦距。也可以 1u 为纵坐标。1v 横坐标，作出 1u

2、1 v 图线，该图线在坐标轴上的截距即为 1f。其含义为：当 u（或 v）等于焦距 f 时，1v（或 1u)为零,即 v（u）趋于无穷大。选自：高中物理学生实验视差法测定凹透镜的焦距【目的和要求】学会利用透镜成像公式测定凹透镜焦距的方法，进一步掌握确定虚像位置 的方法。 【仪器和器材】光具座（J2507 型），学生电源（J1202 型或 J12021 型），平面镜。 【实验方法】 1将光源 S，金属插杆 A、凹透镜 L 依次安在光具座支架上，调整其位置 使它们同轴等高，即使透镜主光轴与光具座导轨平行，光源与透镜中心在同一 直线上，插杆 A 在凹透镜中所成的虚像大致在中央，如图 551。2给光源

3、通电，使其将插杆照亮，插杆 A 经凹透镜 L 成虚像于 AL 之间某 处，该像可以通过凹透镜看到。3将自制的插杆 B（如图 552）放在 AL 之间，并使它的 EF 边与插杆 A 在凹透镜中的虚像位于与导轨轴线平行的同一竖直平面内。4移动插杆 B，使其 EF 边与插杆 A 的虚像重合，观察者稍稍移动自己的 眼睛位置，若插杆 A 的虚像与插杆 B 的 EF 边没有视差，则二者完全重合，如图 553 所示。这时插杆 B 到透镜 L 的距离即为插杆 A 的虚像的像距。具体调 节办法是：保持眼睛与 EF 边、插杆 A 的像在同一水平直线上，当眼睛向右稍许 偏移，如 EF 边朝像的左边偏移，说明 EF

4、边在插杆 A 的像和眼睛之间，这时应 将插杆 B（EF 边）远离眼睛移动；如果 EF 边朝像的右边偏移，说明 EF 边在插 杆 A 的像的外边，这时应将插杆 B（EF 边）向眼睛移动；如果无论眼睛怎样偏 移，EF 边与插杆 A 的像都在同一竖直线上，则表明二者重合，调节成功。5测出插杆 A 到凹透镜的距离 u，插杆 B 到凹透镜的距离 v。对于凹透镜 成像，焦距 f 与像距 v 均为负值，由透镜成像公式可得式中 v 为像距的绝对值。将实验所得数据填入下表中。实验次 数物距 u(厘 米)像距 v 绝对值(厘 米)焦距 f 绝对值(厘 米)6改变插杆 A 的位置，重复以上步骤，求出凹透镜焦距的平均

5、值。选自：高中物理学生实验 凸透镜补偿法测定凹透镜的焦距【目的和要求】学会利用透镜成像公式测定凹透镜焦距的方法，进一步掌握确定应像位置 的方法。 【仪器和器材】光具座（J2507 型），学生电源（J1202 型或 J12021 型），平面镜。 【实验方法】 1在图 554 中，将光源 S“1”字屏（位于图中 C 处）、凸透镜 L1（f150 毫米）、光屏依次排在光具座上，调整它们的位置，使它们同轴等高。“ 1”字屏与凸透镜 L1之间的距离大于 f1。2使光源照亮“1”字屏，移动光屏，使屏上得到清晰的“1”字像，记下 这时光屏的位置 B。3在光屏 M 与凸透镜 L1之间加上待测焦距的凹透镜 L2

6、，使 L1与光具座上 的其他器件同轴等高。移动光屏，使屏上再次出现清晰的“1”字像。记下这时 光屏的位置 A。4对于 L2，A 是凹透镜 L2对虚物体 B 所成的实像。由光路可逆原理，在 A 处放一物体时。L2对它所成的虚像即在 B 处。测出 B 和 A 到 L2的距离 u 和 v， 由透镜公式可得： fuvuv 代入数据即可求出凹透镜的焦距。5改变“1”字屏到 L1的距离，重复以上步骤，求出各次所得焦距的平均 值。选自：高中物理学生实验 平面镜补偿法测定凹透镜的焦距【目的和要求】学会利用透镜成像公式测定凹透镜焦距的方法，进一步掌握确定应像位置 的方法。 【仪器和器材】光具座（J2507 型）

7、，学生电源（J1202 型或 J12021 型），平面镜。 【实验方法】 1将光源、“1”字屏、凸透镜 L1置于光具座上，使“1”字屏所处位置 A 与 L1的距离大于 L1的焦距 f。用光屏确定 L1对“1”字屏所成实像的位置 B。2保持“1”字屏及 L1位置不动，在 L1和光屏之间装上待测焦距的凹透镜 L2和平面镜 M，并使 L2与 L1等高同轴，如图 555。3在光具座上移动 L2，使由平面镜 M 上反射的光线经 L2、L1折射后在“1 ”字屏上出现清晰的“1”字形倒像。这时凹透镜 L2与 B 之间的距离恰好为 L2 的焦距。（当“1”字屏上出现清晰的像时，说明光线经 L2后平行射向平面镜

8、 M ，即 B 为 L2的一个焦点，所以 L2与 B 之间的距离为焦距。）4改变 L1的位置，重复以上实验，测得 L2的焦距平均值。测定凹透镜焦距的注意事项【注意事项】1实验中为了防止光源灯丝的干扰，可在插杆或“1”字屏与光源之间加 上一个毛玻璃，使插杆或“1”字屏受到均匀光照。2用视差法确定虚像位置时，必须仔细观察，小心移动插杆 B，移动眼睛 时，注意 B 与 A 的像之间不出现视差。由于透镜像差的存在，移动眼睛观察时 ，虚像的位置可能要移动，使确定虚像位置有困难。最好使用大口径的薄凹透 镜，可减小误差。3本实验中，要求各器件的中心点（透镜中心，光屏中心等）在同一水平 线上，且与透镜主光轴一致，应仔细调节。 【思考题】1虚像不能在光屏上呈现，为了确定虚像的位置，你有一些什么方法？2利用图 556 所示光路图也可以测出凹透镜的焦距。平行光线射向共 轴的凹、凸透镜 L2、L1后在屏上得到会聚点，这时 L1与 L2之间距离为 a。取走 L2，在光轴上置点光源 S，当 S 与 L1相距 b 时，S 的像又在屏上出现。由以上实 验数据怎样求出凹透镜的焦距？选自：高中物理学生实验