实验三 自准直法测量透镜焦距实验.ppt

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1、实验三利用平行光管测量透镜焦距实验目的和教学要求实验仪器实验原理实验内容与步骤思考题实验目的和教学要求了解平行光管的结构，掌握平行光管的调节方法。学习使用平行光管测定薄透镜的焦距。实验仪器5W-F550型平行光管的结构图测微目镜分划板实验仪器(一)平行光管平行光管主要是用来产生平行光束的光学仪器,若配用不同的分划板，并选用读数显微镜或测微目镜，可以测定光学系统的焦距、分辨率及其成像质量。光源发出的光经聚光镜会聚与分光板反射后均匀照亮分划板。当分划板位于物镜的焦面上时，分划板的像在物镜像空间的无穷远处，即由平行光管发出的光是平行光束。1-光源：在平行光

2、管中，利用白炽灯作为光源2-毛玻璃：由于灯丝发出的光不是均匀的面光源，因此需要通过毛玻璃将其转换成均匀的面光源照射分划板。3-分划板：十字叉丝，波罗板。4-物镜：平行光管物镜实验仪器波罗板。分划板上用真空镀膜的方法镀上五组线对，各线对间距名义值分别是：1mm，2mm，4mm，10mm，20mm。十字叉丝。分划板：实验仪器(二)测微目镜带测微装置的目镜，由目镜、可动分划板、读数鼓轮与连接装置等组成。目镜把叉丝和被观测的像同时放大，其放大倍数不影响测量数据大小，但可以提高测量准确程度。旋转鼓轮，刻有十字叉丝的可动分划板就可以左右移动。它的位置可以在外面直

3、接读出。测量时，应先调节目镜，看清楚叉丝，然后转动鼓轮，使基准线与被测物的像的一端重合，便可得到一个读数。再转动鼓轮，使基准线与被测物像的另一端重合，又可得到一个读数。两读数之差，即被测物的尺寸。实验中用两种测微目镜，如图示。实验仪器其读数方法和螺旋测微器差不多，毫米以上的刻度在固定套管上直接读出；毫米以下的刻度在鼓轮上读出。读数鼓轮每旋转一周，叉丝移动1mm，鼓轮上有100个分格，故每一格对应的读数为0.01mm，再估读一位。实验中有两种测微目镜,不同之处在于鼓轮刻度如同所示.012345678（a）（b）10504.059mm7075805103.

4、737mm双基准线，测量时，此线夹住待测刻线时读数，整数位在视野中读取，小数位在鼓轮上读取竖线为基准线，测量时，竖线对准读数，数值均在鼓轮上读取。注意：整数位是反的。实验仪器测微目镜注意事项：(1)测量时，鼓轮应沿同一方向旋转，不得中途反向，以避免空程误差。(2)被测量物的线度方向必须与基准线方向平行，否则会引入系统误差。(3)被测量物的像与基准线重合，不能存在视差(4)虽然测微目镜测量范围为0～10mm，但一般测量应尽量控制在1～9mm范围内进行，以保护测微装置的准确度，切忌读出负值。实验原理焦距测量原理图：物镜待测透镜待测透镜焦距：如图示，选用测

5、微目镜，使被测透镜焦平面上所成玻罗板的像也在测微目镜的焦平面上，便可测量。因为所以实验原理-----透镜焦距测量式中f1’为被测透镜焦距，f’为平行光管焦距实测值（贴于平行光管管壁上，单位毫米）,h为玻罗板上所选用线距实测值(实验中为名义值)，h’1为玻罗板线对像的线间距(测量值)。1.玻罗板2.平行光管物镜3.被测凸透镜4.测微目镜如果将测微目镜换成测量显微镜，测量公式如何？思考实验内容与步骤（一）实验中平行光管已调整好，不再需要调节。－－请验证。（二）测量凸透镜的焦距１）将被测凸透镜置于平行光管的前方，在透镜的前方放上测微目镜，调节平行光管、被测凸透镜

6、和测微目镜，使它们大致在同一光轴上，尽量让测微目镜拉近到实验人员方便观察的位置。２）将玻罗板放入平行光管中，罩上直筒形光源。３）转动测微目镜的调节螺丝，直到从测微目镜里面能看到清晰的叉丝或标尺为止。４）前后移动凸透镜，使被测凸透镜在平行光管中的玻罗板成像于测微目镜的标尺和叉丝上，表明凸透镜的焦平面与测微目镜的焦平面重合。５）用测微目镜测出玻罗板像中20、10、4mm两刻线的位置，并计算线对间距的测量值，重复几次，将各数据填入表中。6）读出平行光管的焦距实测值和玻罗板两刻线的实测值（出厂时仪器说明书中给定）012345678实验内容与步骤实验装置图玻罗板毛玻

7、璃测微目镜待测透镜物镜消空程记录第一组线对数值h1左记录第二组线对数值h2左记录第二组线对数值h2右记录第一组线对数值h1右实验注意事项不得用手触摸仪器的光学元件及其测量附件的表面调节螺丝时，不得用力硬拧以免造成滑丝和仪器变形必须记录使用的平行管的焦距及玻罗板线距值。测量时单向测量分划板放到位数据处理要求测量透镜焦距自行设计记录表格，根据测量数据分别计算凸透镜的焦距，即各组线对分别对应的焦距值，即最终的平均值。公式：或者思考及课堂讨论题1．测凸透镜焦距时，透镜与平行光管间的距离对结果有无影响？2．玻罗板放不到位，对测量的焦距值有什么影响？谢谢大家！做好实验

8、！