用两次成像法测凸透镜焦.doc

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1、铜仁学院光学实验报告实验名称：用两次成像法测凸透镜焦距班级：2010级物理学班姓名：李纯武学号：2010051045指导老师：冉老师实验日期：2012年4月10日目录一,实验目的.....................3二,实验仪器.....................3三,实验原理....................4四,实验步骤....................4~5五,数据记录与处理..............5~6六,误差分析.....................6~7一，实验目的（1）掌

2、握位移法测透镜焦距的原理及方法。（2）理解透镜的成像特性。二，实验仪器1:溴钨灯S5:白屏H（SZ-13）2:物屏P（SZ-14）6:二维调节架（SZ-16）3:凸透镜L（f，=190mm）7:二维平移底座（SZ-02）4:二维调整架（SZ-07）8-9:通用底座（SZ-01）图2-1三，实验原理图2-1如图2-1，取物体与像屏之间的距离L大于4倍凸透镜焦距f，即L>4f,并保持L不变。沿光轴方向移动透镜，则在像屏上必能两次成像。当透镜在位置I时屏上将出现一个放大清晰的像（设此物距为u，像距为v）；当透镜在位置II时

3、，屏上又将出现一个缩小清晰的像（设此物距为u′，像距为v′），设透镜在两次成像时位置之间的距离为C，根据透镜成像公式，可得u=v′，u′=v又从图2-1可以看出：f=uv/(u+v)=[(L-C)/2·(L+C)/2]/L=(L^2-C^2)/4L...........................四，实验步骤1）按图2-1沿米尺布置各器件并调至共轴；2）紧靠米尺移动L，使被照亮的物体在屏H上成一清晰的放大像，记下L的位置a1和P与H间的距离l；3）再移动L，直至在像屏上成一清晰的缩小像，记下L的位置a2；4）将P

4、、L、H转180°（不动底座），重复做前3步，又得到L的两个位置b1、b2；5)计算：；；待测透镜焦距：五，数据记录与处理a1（cm）a2（cm）b1（cm）b2（cm）99.3065.6199.4265.4599.4565.4499.6265.4299.7065.4999.6565.4299.4565.4199.6065.4899.6065.6599.4565.3599.5565.3299.6065.4499.4565.5199.4665.4099.3865.5099.5565.5099.5065.4099.456

5、5.5599.4565.4099.5865.60L1=119.95cmL2=44.60cm数据处理经计算L=L1-L2=119.95-44.60=75.35cm根据da=a1-a2，db=b1-b2及以上数据计算得下表：da（cm）db（cm）34.0134.2034.2134.2334.0434.1233.9534.1034.2334.1633.9434.0633.8834.0534.1033.9034.0533.98再根据表中数据及公式；计算得(cm)(cm)15.0015.0015.0014.9614.9514

6、.9514.9914.9715.0114.9814.9514.9715.0214.9915.0314.9914.9815.0214.9915.00根据表中数据计算得=14.99cm=14.98cm根据公式计算得f’=14.99cm=149.9mm六，误差分析（1）在实验的过程中存在一定的错误操作问题，却不可知，没有及时更正从而引入一定的误差。（2）测量的过程中桌面标尺引入的标准不确定度为UB(x)=0.1mm/3^(½)=0.058mm（3）实验标准偏差为S1={[(15.00-14.99)^2+(15.00-14.

7、99)^2+(14.95-14.99)^2+(14.99-14.99)^2+(15.01-14.99)^2+(14.95-14.99)^2+(15.02-14.99)^2+(15.03-14.99)^2+(14.98-14.99)^2+(14.99-14.99)^2]∕9}^½=0.027S2={[(15.00-14.98)^2+(14.96-14.98)^2+(14.95-14.98)^2+(14.97-14.98)^2+(14.98-14.98)^2+(14.97-14.98)^2+(14.99-14.98)^2

8、+(14.99-14.98)^2+(15.02-14.98)^2+(15.00-14.98)^2]/9}^½=0.021S=（s1+s2）/2=(0.027+0.021)/2=0.024（4）在实验过程中各实验仪器的调节与等高共轴有一定偏差，故实验的结果与标准结果存在一定偏差，从而引入误差.注：来自于百度文库用贝塞耳法（两次成像法）测薄凸透镜焦