还剩4页未读,继续阅读
文本内容:
力孑科族大
一、实验室名称透镜焦距的测定
二、实验项目名称透镜焦距的测定
三、实验学时3学时
四、实验原理
1.测凸透镜的焦距1自准直法如图1所示用屏上“1”字矢孔屏作为发光物在凸透镜的另一边放置一平面反射镜光线通过凸透镜后经平面反射镜返回孔屏上移动透镜位置可以改变物距的大小,当物距正好是透镜的焦距时,物上任意一点发出的光线经透镜折射后成为平行光,经平面镜反射后,再经透镜折射回到矢孔屏上这时在矢孔屏上看到一个与原物大小相等的倒立实像这时物屏到凸透镜光心的距离即为此凸透镜的焦距2物距像距法如图2所示用屏上“1”字矢孔作为发光物,通过凸透镜折射后成像在另一侧的观测屏上在实验中测得物距〃和像距八则凸透镜的焦距为uvf=M+V用自准直法和物距像距法测凸透镜焦距时,都必须考虑如何拟定光心的位置光线从各个方向通过凸透镜中的一点而不改变方向,这点就是该凸透镜的光心凸透镜的光心一般与它的几何中心不重合,因而光心的位置不易拟定,所以上述两种方法用来测定凸透镜焦距是不够准确的,误差约为
1.0%〜
5.0%图1自准直法测焦距3位移法如图3所示,若取光矢孔物屏与观测屏之间的距离>4/且实验过程中保持不变时,移动透镜〃当它距离物为〃时,观测屏上得到一个放大的清楚的像;当它距离物为/时.,观测屏上得到一个缩小的清楚的像根据几何关系和光的可逆性原理,得〃+u=〃+v/=Our-u=v-v=d图3位移法测焦距从上式可知,只要测得物扉与观测屏之间的距离D和两次成像透镜之间的距离d即可求出凸透镜的焦距/这种方法把焦距的测量归结于对可以精确测定的量D和d的测量,避免了拟定凸透镜光心位置不准带来的困难
五、实验目的测凸薄透镜焦距
六、实验内容.共轴调节.用自准直法测凸透镜的焦距.用物距像距法测凸透镜的焦距.用位移法测凸透镜的焦距
七、实验器材(设备、元器件):光具座,光源,透镜架,1字矢孔屏,观测屏,凸透镜,凹透镜;
八、实验环节:.共轴调节参照图3布置光路,放置物屏和像屏,使其间距/)>4/行高低、左右调节,使两次所成的像的顶部(或底部)之中心数次调节,方能达成规定.自准直法测焦距如图1布置光路,调透镜的位置,高低左右等,使其对物成与物同样大小的实像于物的下方,记下物屏和透镜的位置坐标与和工厂.物距一一像距法测焦距如图2布置光路固定物和透镜的位置,使它们之间的距离约为焦距的2倍,移动像屏使成像清楚调透镜的高度,使物和像的中点等高,左右调节透镜和物屏,使物与像中点连线与光具座的轴线平行,用左右逼近法拟定成抱负像时读像屏的坐标,反复测量5次.位移法测焦距在共轴调节完毕之后,保持物屏和像屏的位置不变,并记下它们的坐标与和七,移动透镜,用左右逼近法拟定透镜的两次抱负位置坐标和.“2,测量5次
九、实验数据及结果分析
1.自准直法.物距一一像距法物坐标.7=
350.0mm透镜坐标*7=
686.0mm测量结果用不拟定度表达:八一巫二至二⑼.4加町4图%+层卜+(鼾嵋可二(/_工)(々_E)_(/一乙)(乙一工)二(々一E)一/况(见一4)2%一司二二二电g曳=072〃〃风XQ-X.off—(xo-)八UN-=-——()_,=
0.56mm阴/一豆上式中,完毕不拟定度句、CT和O\i计算如下:由于X和几都只测量了一次,只有非记录不拟定度,即b()=〃0=△{1/V3=b[=UL=
0.58/77/77,是多次测量,其记录不拟定度为S;=一x)2/[k(k-1)]=
2.6mm非记录不拟定度为%=△仪/6=〃()=uL=
0.58〃〃勺的合成不拟定度为(Tr=Js+=
2.6mmo=
1.5〃〃〃/=
191.4±
1.5mm
3.位移法按下表记录数据:
十、实验结论:测出了凸透镜的焦距
十一、总结及心得体会只有当各光学元件,如光源、发光物矢孔屏、透镜等的主光轴重合时,薄透镜成像公式在近轴光线的条件下才干成立习惯上称各光学元件主光轴重合为“共轴”调节“共轴”的方法一般是先粗调后细调
十二、对本实验过程及方法、手段的改善建议自准直法测焦距时,平面反射镜距物屏最佳不要超过35厘米报告评分指导教师签字:物(像)位置坐标Xo(mm)
350.0透镜的位置坐标々(mm)
544.0测量次数像屏位置12345左逼近读数K(mm)
1131.
01128.
01140.
01136.
01133.6右逼近读数1;(mm)
1124.
81125.
01131.
01128.
01129.8x=gx+X mm
1127.
91126.
51135.
51132.
01131.7测量次数透镜第一位置透镜第二位置mm左逼近应mm右逼近%=万兑+品立mm左逼近x1mm右逼近XL2=5(反2+XL2)
1630.
0624.
2627.
1968.
2964.
2966.2物坐标.”mm
350.0像坐标勺mm
1250.07=d^=(;弓一“0)一(,,—X/1)[CO1-=
193.4D4|可一与1。