透镜焦距的测定(预习报告)实验目的(1)加深理解薄透镜的成像规律;(2)学习简单光路的分析和调节技术(主要是共轴调节和消视差);(3)学习集中测量透镜焦距的方法
实验原理 薄透镜成像规律:在近轴光线(靠近光轴并且与光轴的夹角很小的光线)条件下,薄透镜的成像规律可以用下列透镜成像公式表示:1/f=1/p+1/q β=y′/y=-q/p式中各量的意义及它们的符号规则如下:p 为物距,实物为正,虚物为负;q 为像距,实像为正,虚像为负;f 为焦距,凸透镜为正,凹透镜为负; y′和 y 分别为物的大小和像的大小,从光轴算起,光轴之上为正,之下为;β 为像放大率
实验中,为尽可能满足近轴光线条件,常实行两个措施:①在透镜前加一光阑以挡住边缘光线
②调节各元件使之共轴
消视差光学实验中常常要测量像的位置和大小
要测准物体的大小,必须将量度标尺与被测物体紧贴在一起
光学实验中,被测物往往是看得见摸不着的像
此时可以利用“视差”来推断待测像与标尺是否紧贴
若待测像和标尺间有视差,说明它们没有贴紧,则应该稍稍调节像或标尺位置,直到它们之间无视差后方可进行测量
共轴调节光学实验中常常要用到一个或多个透镜成像
为了获得质量好的像,必须使各个透镜的主光轴重合(共轴),并使物体位于透镜的主光轴附近
此外透镜成像公式中的物距、像距等都是沿主光轴计算长度的,为了测量准确,必须使透镜的主光轴与带有刻度的导轨平行
为达到以上要求的调节成为共轴调解
方法如下:1)粗调,将光源、物和透镜靠拢,调节它们的取向和高低左右位置,凭眼睛观察,使它们的中心处在一条和导轨平行的直线上,使透镜的主光轴与导轨平行,并且使物(或物屏)和成像平面(或像屏)与导轨垂直
2)细调,这一步骤要靠其它仪器或成像规律来推断和调节,不同的装置可能有不同的具体调节方法
若要调多个透镜共轴,则应根据顺序逐个增加待调透镜,调节它们使之共轴