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：111fpq'yqyp 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 pq和 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。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4bf＞并保持不变，令12OO和间的距离为 a ,物到像的距离为b ，则根据共轭关系，有12pq和21pq。进而推得：224bafb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：0tanyf ，'tanxyf 且0tantan，所以，'xyffy。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，xf 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1L 后成实像''A B ，图中111O Ff为1L 的焦距。现将待测凹透镜2L 置于1L 与''A B 之间，此时''A B 成为2L 的虚物。若虚物''A B 正好在2L的焦平面上，则从2L 出射的光将是平行光。若在2L 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2L 和1L ，最后必然在物屏上成实像""A B 。这时，分别测出2L 的位置2O 及虚物''A B 的位置 F ，则2O 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5.薄凹透镜成像规律的研究为了使得从凹透镜出射的光线汇聚并成实像，应当使用虚物。因此，如下图 5，先用凸透镜成实像，再在实像和凸透镜之间插入凹透镜，左右移动光屏...
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