实验十二 薄透镜焦距的测量

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1、实验十二薄透镜焦距的测量 光学仪器的核心部件是光学元件，大量的基本元件是透镜，一个复杂的光学仪器透镜多达几十块、上百块。不同的目的，常需要使用不同焦距的透镜。焦距是薄透镜的光心到其焦点的距离，是薄透镜的重要参数之一，物体通过薄透镜而成像的位置及性质(大小、虚实)均与其有关。焦距的测量是否准确主要取决于光心及焦点(或物的位置、像的位置)定位是否准确。一般来说，测量透镜焦距的方法很多，应该根据不同的透镜、不同的精度要求和具体的可能条件选择合适的方法。本实验使用多种方法，分别测量凸透镜和凹透镜的焦距，并比较各种方法的优缺点。【实验目

2、的】1．学习简单光路的“等高共轴”调整，掌握光路的分析和调整方法。2．了解测量薄透镜焦距的原理，加深对薄透镜成像规律的认识与理解。3．学会用自准直法和二次成像法测量薄透镜焦距的方法。【实验仪器】光具座、滑块、凹透镜、凸透镜、平面反射镜、光源、物、屏等。　　　　　（图1实验光具座）　　　　　　　　　　　　　　　(图2透镜架）【注意事项】• 透镜和光学元件的镜面均不能用手摸拭,应用擦镜头纸轻揩灰尘。• 应在光具座上将各光学元件调至等高共轴后再进行测量。【思考题】1.如何在光具座上将各光学元件调至等高共轴?2.为什么二次成像法测透镜

3、焦距可以避免由于透镜光心位置不易确定而带来的测量误差，物屏与像屏的距离L为什么必须大于焦距的四倍?3.自准直法测量凸透镜焦距时，若透镜光心和透镜架底座读数准线不共面，会产生什么性质的误差?实验中如何消除这种误差?【应用提示】在日常生活中，人们用眼镜矫正人眼晶状体的缺陷，使物体发出的光线经眼镜和晶状体折射后在视网膜上成清晰像。配一副合适的远视眼镜（凸透镜）或近视眼镜（凹透镜）都需要准确地测量眼镜片(透镜)的焦距。显微镜和望远镜则是由透镜组合构成，是用途极为广泛的助视光学仪器。显微镜主要是用来帮助人眼观察近处的微小物体，而望远镜则

4、主要是帮助人眼观察远处的目标。它们的作用都在于增大被观察物体对人眼的张角，起着视角放大的作用。显微镜和望远镜的光学系统十分相似，都是由物镜和目镜两部分组成。例如显微镜，其构造一般是由两个会聚透镜共轴组成。对于望远镜，两透镜的光学间隔近乎为零，即物镜的像方焦点与目镜的物方焦点近乎重合。望远镜可分两类：若物镜和目镜的像方焦距均为正(即两个都是会聚透镜)，则为开普勒望远镜；若物镜的像方焦距为正(会聚透镜)，目镜的像方焦距为负(发散透镜)，则为伽利略望远镜。在生产、科研和国防等方面，光学仪器的使用已十分广泛。它不仅可以将像放大、缩小或

5、记录储存，还可以实现不接触的高精度测量，用它可以研究原子、分子和固体的结构等。