透镜焦距的测量实验物理实验报告1清华大学 透镜焦距的测量实验 物理实验完整报告 班级姓名学号 结稿日期： 透镜焦距的测量实验物理实验报告2透镜焦距的测量实验报告一、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.学习几种测量透镜焦距的方法。二、实验原理1.薄透镜成像规律：薄透镜是指中央厚度 d 比透镜焦距 f 小很多的透镜。分为凹透镜和凸透镜。在近轴光线条件下，薄透镜的成像规律为：1 1 1fpq y ' qyp式中， 为线放大率，其余各个物理量正负作如下规定：物理量符号正负物距p实物虚物像距q实物虚物焦距f凸透镜凹透镜物的大小y光轴之上光轴之下像的大小y '光轴之上光轴之下本实验中采用薄透镜，因此 p 和 q 都是从光心算起。在本实验中，为了尽可能满足近轴条件，常采取两个措施：(1)在透镜前加一光阑以挡住边缘光线；(2)调节各元器件使之共轴。以凸透镜为例，薄透镜成像规律如图 1 所示。y透镜焦距的测量实验物理实验报告3图 1 凸透镜成像规律2.共轭法测凸透镜的焦距原理：如图 2，使得物与屏距离 b＞4 f 并保持不变，令 O1和 O2 间的距离为 a ,物到像的距离为 b ，则根据共轭关系，有 p1 q2 和 p2 q1 。进而推得：b2 a2f 4b测量出 a 和 b 即可求得焦距 f 。图 2 共轭法测量凸透镜焦距3.焦距仪测凸透镜焦距原理：如下图 3 ，由几何关系，知：tan ，tan y ' 且 tan tan ，所以，f y ' f 。0ff0xyx透镜焦距的测量实验物理实验报告4式中 f 为平行光管武警的焦距，为给出值。 y ' 为用测微目镜测得的同一对平行线的像的距离， fx 为待测凸透镜的焦距。图 3 焦距仪光路图4.自准法测凹透镜焦距原理：如图 4，物屏上的箭矢 AB 经过凸透镜 L1 后成实像 A ' B ' ，图中 O1F1 f1 为 L1 的焦距。现将待测凹透镜 L2 置于 L1 与 A ' B ' 之间，此时 A ' B ' 成为 L2 的虚物。若虚物 A ' B ' 正好在 L2的焦平面上，则从 L2 出射的光将是平行光。若在 L2 后面垂直于光轴放置一个平面镜，则该平行光经反射并依次通过 L2 和 L1 ，最后必然在物屏上成实像 A" B "。这时，分别测出 L2 的位置 O2 及虚物 A ' B ' 的位置 F ，则 O2 F 就是待测凹透镜的焦距 f 。图 4 自准法测量凹透镜焦距光路图...
