测量薄透镜焦距的方法

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1、实验原理薄透镜是指透镜的中心厚度d远小于其焦距f（d<

2、经过透镜成为平行光，若在此平行光经过的光路上放一个与透镜光轴垂直的平面反射镜M，其反射光将沿原光路返回至小孔。小孔的像与小孔反向等大，小孔与透镜的距离即为透镜焦距f。这种利用调节装置本身使之产生平行光来实现调焦的方法称为“自准直”法。显然，在小孔上方的某点，在自准直时，其像应处于小孔下方的对称位置；反之亦然。（2）自准直法测量凹透镜的焦距因为凹透镜是发散透镜，所以要由它获得一束平行光，必须借助于一个凸透镜才能实现，如图2所示。先由凸透镜L1将小孔A成像于S′处，然后将待测凹透镜L2和平面反射镜M置于凸透镜L1和小孔像S′之间。如果L1光心O1到S′之间的距离O1S′＞

3、f2

4、，则当移动L2，

5、使L2的光心O2到S′之间的距离O2S′=

6、f2

7、时，由小孔A发出的光束经过L1、L2后变成平行光，通过平面反射镜M的反射，又在小孔处成一清晰的实像，于是确定了像点和凹透镜的光心的位置就能测量出凹透镜的焦距f2。2.共轭法测量凸透镜的焦距设凸透镜的焦距为f，使物与屏的距离L>4f并保持不变，如图3所示。移动透镜至x1处，在屏上成放大实像，再移至x2处，成缩小实像。令x1和x2间的距离为a，物到像屏的距离为b，根据共轭关系有u2=v1，v2=u1。由式（2）和图3所给出的几何关系，可导出：实验测出a和b就可求出焦距f。此方法的优点是不必测物距u和像距v，从而避开了u、v因透镜中心不易确定而难以

8、测准的困难。3.物距像距法（1）物距像距法测量凸透镜的焦距物体发出的光，经过凸透镜折射后将成像在凸透镜的另一侧，将测出的物距和像距带入透镜成像公式（1）即可算出凸透镜的焦距，图略。（2）物距像距法测量凹透镜的焦距如图4所示，先用凸透镜L1使物AB成缩小倒立的实像A′B′，然后将待测凹透镜L2置于凸透镜L1与像A′B′之间，如果O2A′＜

9、f2

10、,则通过L1的光束经过L2的折射后，仍能成一实像A″B″。但应注意，对凹透镜来说，A′B′为虚物，物距u2=-O2A′,像距v2=O2A″，代入成像公式（3）即可计算出f2。4.平行光管法参见实验报告。5.用测节器测量。参见实验16.透镜组基点的测定。