大学物理实验薄透镜焦距的测量

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1、《薄透镜焦距的测量》参考答案和评分标准预习报告(20分)一.实验目的a.学会简单光学系统的共轴调节;b.掌握几种测量薄透镜焦距的方法.二.实验仪器光具座及配件、凸透镜、凹透镜、平面反射镜三.实验原理1.凸透镜焦距的测量方法(1)自准法(2)位移法2.凹透镜焦距的测量方法物距像距法四.实验内容和步骤1.光学系统的共轴调节2.测凸透镜的焦距3.测凹透镜的焦距评分要点:1、要有实验名称、实验目的、实验原理、实验内容和步骤。(5分)2、实验原理的书写要求用以自己的语言,言简意赅的语言表述清楚。(5分)3、要绘制好填充测量数据所需要的表格。(5分)4、报告的书写要

2、整洁规范。(5分)数据采集与实验操作(40分)评分要点:1、不能用手直接摸透镜的表面。(5分)2、是否调节共轴。(5分)3、对实验的原理是否掌握。(10分)4、实验操作的熟练程度。(15分)5、是否读出合理的数据。(5分)五.数据记录和数据处理(30分)a.自准法测凸透镜的焦距(10分)测次透镜位置/cm屏位置/cm焦距f/cm左右平均128.2028.3028.2510.0018.25228.3028.4028.3510.0018.35328.3028.3528.32510.0018.325428.3028.3528.32510.0018.325528

3、.3528.4028.37510.0018.375628.3028.4028.3510.0018.35平均28.2928.3728.3310.0018.33f±△f=18.33±0.05(cm)E=0.27%b.位移法测凸透镜焦距(10分)次数D/cmd/cmF=(D-d)(D-d)/4D△f(cm)180.0060.50-38.90=21.6018.540.00280.0060.40-39.00=21.4018.560.02380.0060.50-38.90=21.6018.540.00480.0060.50-38.95=21.5518.550.015

4、80.0060.60-38.90=21.7018.520.02680.0060.50-39.00=21.5018.550.01平均80.0021.5618.540.01f±△f=18.54±0.05(cm)E=0.27%c.物距-像距法测凹透镜焦距(10分)次数物距(cm)像距(cm)焦距(cm)△f(cm)1-8.9313.93-24.880.812-8.9513.95-24.970.723-9.2714.27-26.460.774-9.2014.20-27.261.575-9.4414.44-26.130.446-8.8313.83-24.421.2

5、7平均-9.1014.09-25.690.93f±△f=-26±1(cm)E=3.6%评分要点:1、每个处理过程10分,焦距的计算5分,误差的处理5分。2、误差的表示形式要注意,特别要注意有效数字。六.思考题(10分)(1)利用f=(D+d)(D-d)/4D测量凸透镜焦距有什么优点?答这种方法可以不用测量透镜的位置,从而避免透镜中心位置的不确定而带来物距和相距的误差。(2)为什么在本实验中利用1/u+1/v=1/f测焦距时,测量u和v都用毫米刻度的米尺就可以满足要求?设透镜由于色差和非近轴光线引起的误差是1%。答设物距为20cm,毫米刻度尺带来的最大误差

6、为0.5mm,其相对误差为0.25%,故没必要用更高精度的仪器。(3)如果测得多组u,v值,然后以u+v为纵轴,以uv为横轴,作出实验的曲线属于什么类型,如何利用曲线求出透镜的焦距f。答直线;1/f为直线的斜率。(4)试证:在位移法中,为什么物屏与像屏的间距D要略大于4f?由f=(D+d)(D-d)/4D→D2-4Df=d2→D(D-4f)=d2因为d>0andD>0故D>4f

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