西安邮电大学：物理实验教学中心（PPT课件）实验9 光学基本测量

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光 学 基 本 测 量 物理实验教学中心

实验背景透镜是古老的光学元件，透镜分凸透镜和凹透镜两类，它们有着广泛的应用，如照相机、摄像机镜头镜片，望远镜、显微镜的物镜和日镜，眼镜片等都是透镜组成。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，测定焦距是最基本的光学实验

透镜是古老的光学元件，透镜分凸透镜 和凹透镜两类，它们有着广泛的应用，如照 相机、摄像机镜头镜片，望远镜、显微镜的 物镜和目镜，眼镜片等都是透镜组成。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，测定焦距是最基本的光学 实验

实验目的1、加深对薄透镜成像规律的理解。2、掌握光学系统的共轴调节和简单光路的分析及调整方法。3、掌握薄透镜焦距的常用测定方法

1、 加深对薄透镜成像规律的理解。 2、掌握光学系统的共轴调节和简单光 路的分析及调整方法。 3、掌握薄透镜焦距的常用测定方法

实验仪器光具座及附件、白炽光源、平面反射镜、待测凸透镜和凹透镜

光具座及附件、 白炽光源、 平面反射镜、 待测凸透镜和凹透镜

实验原理在满足薄透镜和近轴光线的条件下，物距u像距V和焦距厂之间的关系为：u这就是薄透镜成像的公式，又称高斯公式。并规定在上式中物距，实物为正，虚物为负：像距V，实像为正，虚像为负：对凸透镜厂为正值，对凹透镜厂为负值

在满足薄透镜和近轴光线的条件下，物距 、像距 u v 和焦距 f 之间的关系为： 1 1 1 u v f + = 这就是薄透镜成像的公式，又称高斯公式。 并规定在上式 中 物距，实物为正，虚物为负；像距 v ，实像为正，虚像为负；对凸透镜 f 为正值，对凹透镜 f 为负值

实验内容与步一、凸透镜焦距的测定：1、自准直法自准直法测量原理图则凸透镜焦距为x-x2、物距像距法X2xX物距像距法测量原理图

一、凸透镜焦距的测定： 1、自准直法 自准直法测量原理图 2、物距像距法 物距像距法测量原理图 则凸透镜焦距为 1 2 f x x = −

3、共轭法B!RB0dViV2X2-X3D共轭法测量原理图D?-d?则：f-4D

3、共轭法 共轭法测量原理图 2 2 4 D d f D − 则： =

二、凹透镜焦距的测定O3测量光路图则：（虚物的物距为负）u·yu-y为负值。由于，求出的凹透镜L，的焦距

二、凹透镜焦距的测定 测量光路图 则： 1 1 1 u v f − + = （虚物的物距为负） u v f u v = − 由于u<v，求出的凹透镜L2的焦距 为负值。 f

注意事项在实验测试前，进行“共轴等高”的调整具体调整过程可分两步进行（1）粗调先将透镜等器件向光源靠拢，调节高低、左右位置，凭日视使光源、物屏上的透光孔中心、透镜光心、像屏的中央大致在条与光具座导轨平行的直线上，并使物屏、透镜、像屏的平面与导轨垂直。（2）细调利用透镜二次成像法来判断是否共轴，并进一步调至共轴

在实验测试前，进行“共轴等高”的调整 具体调整过程可分两步进行 （1）粗调 先将透镜等器件向光源靠拢，调节高低、左右位置，凭目视 使光源、物屏上的透光孔中心、透镜光心、像屏的中央大致在一 条与光具座导轨平行的直线上，并使物屏、透镜、像屏的平面与 导轨垂直。 （2）细调 利用透镜二次成像法来判断是否共轴，并进一步调至共轴

思考题1、在用共轭法测凸透镜的焦距时，D变大，标准误差是变大还是变小？为什么？2、什么是实像和虚像？什么是实物和虚物？如何获得虚物？3、如果进行单凸透镜成像的共轴调节时，放大像和缩小像的中心在像屏上重合，是否意味着共轴？为什么？

1、在用共轭法测凸透镜的焦距时，D变大，标准误差  f 是变大还是变小？为什么？ 2、什么是实像和虚像？什么是实物和虚物？如何获得虚物？ 3、如果进行单凸透镜成像的共轴调节时，放大像和缩小像的中心 在像屏上重合，是否意味着共轴？为什么？