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。【实验目的】1．学习简单光路的“等高共

2、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

3、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

4、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。