1、電子科技大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：實(shí)驗(yàn)地址：科技實(shí)驗(yàn)大樓104室實(shí)驗(yàn)時(shí)間：一、實(shí)驗(yàn)室名稱：透鏡焦距的測(cè)定二、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱：透鏡焦距的測(cè)定三、實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：3學(xué)時(shí)四、實(shí)驗(yàn)原理：1測(cè)凸面鏡的焦距（1）自準(zhǔn)直法如圖1所示，用屏上“1”字矢孔屏作為發(fā)光物。在凸面鏡的另一邊擱置一平面反射鏡，光芒經(jīng)過(guò)凸面鏡后經(jīng)平面反射鏡返回孔屏上。挪動(dòng)透鏡地點(diǎn)能夠改變物距的大小，當(dāng)物距正好是透鏡的焦距時(shí)，物上隨意一點(diǎn)發(fā)出的光芒經(jīng)透鏡折射后成為平行光，經(jīng)平面鏡反射后，再經(jīng)透鏡折射回到矢孔屏上。這時(shí)在矢孔屏上看到一個(gè)與原物大小相等的倒立實(shí)像。這時(shí)物屏到凸面鏡光心的距離即為此凸面鏡的焦距。（2）物距像距法如圖2所示，用

2、屏上“1”字矢孔作為發(fā)光物，經(jīng)過(guò)凸面鏡折射后成像在另一側(cè)的察看屏上。在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得物距u和像距v，則凸面鏡的焦距為fuvuv用自準(zhǔn)直法和物距像距法測(cè)凸面鏡焦距時(shí)，都一定考慮怎樣確立光心的地點(diǎn)。光芒從各個(gè)方向經(jīng)過(guò)凸面鏡中的一點(diǎn)而不改變方向，這點(diǎn)就是該凸面鏡的光心。凸面鏡的光心一般與它的幾何中心不重合，因此光心的地點(diǎn)不易確立，因此上述兩種方法用來(lái)測(cè)定凸面鏡焦距是不夠正確的，偏差約為%。圖1自準(zhǔn)直法測(cè)焦距圖2物距像距法測(cè)焦距（3）位移法如圖3所示，若取光矢孔物屏與察看屏之間的距離D4f，且實(shí)驗(yàn)過(guò)程中保持不變時(shí)，挪動(dòng)透鏡L，當(dāng)它距離物為u時(shí)，察看屏上獲得一個(gè)放大的清楚的像；當(dāng)它距離物為u時(shí)，察看屏上獲得

3、一個(gè)減小的清楚的像。依據(jù)幾何關(guān)系和光的可逆性原理，得uvuvDuuvvduvvu代入式（3-20-2）得D2d2f4D圖3位移法測(cè)焦距從上式可知，只需測(cè)得物屏與察看屏之間的距離D和兩次成像透鏡之間的距離d，即可求出凸面鏡的焦距f。這類方法把焦距的丈量歸納于對(duì)能夠精準(zhǔn)測(cè)定的量D和d的丈量，防止了確立凸面鏡光心地點(diǎn)禁止帶來(lái)的困難。五、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簻y(cè)凸薄透鏡焦距。六、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1共軸調(diào)理。2用自準(zhǔn)直法測(cè)凸面鏡的焦距。3用物距像距法測(cè)凸面鏡的焦距。4用位移法測(cè)凸面鏡的焦距。七、實(shí)驗(yàn)器械（設(shè)施、元器件）：光具座，光源，透鏡架，1字矢孔屏，察看屏，凸面鏡，凹面鏡；八、實(shí)驗(yàn)步驟：1共軸調(diào)理參照?qǐng)D3部署光路，擱

4、置物屏和像屏，使此間距的頂部（或底部）之中心重合，需頻頻進(jìn)行數(shù)次調(diào)理，方能D4f，挪動(dòng)透鏡并對(duì)它進(jìn)行高低、左右調(diào)理，使兩次所成的像達(dá)到要求。2自準(zhǔn)直法測(cè)焦距如圖1部署光路，調(diào)透鏡的地點(diǎn)，高低左右等，使其對(duì)物成與物相同大小的實(shí)像于物的下方，記下物屏和透鏡的地點(diǎn)坐標(biāo)x0和xL。圖43物距像距法測(cè)焦距如圖2部署光路，固定物和透鏡的地點(diǎn)，使它們之間的距離約為焦距的2倍,挪動(dòng)像屏使成像清楚,調(diào)透鏡的高度，使物和像的中點(diǎn)等高,左右調(diào)理透鏡和物屏，使物與像中點(diǎn)連線與光具座的軸線平行,用左右迫近法確立成理想像時(shí)，讀像屏的坐標(biāo),重復(fù)丈量5次。4位移法測(cè)焦距在共軸調(diào)理達(dá)成以后，保持物屏和像屏的地點(diǎn)不變，并記下它們

5、的坐標(biāo)x0和xi，挪動(dòng)透鏡，用左右迫近法確立透鏡的兩次理想地點(diǎn)坐標(biāo)xL1和xL2,丈量5次。九、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果剖析：1自準(zhǔn)直法物（像）地點(diǎn)坐標(biāo)x0（mm）透鏡的地點(diǎn)坐標(biāo)xL（mm）f|xix0|194.0mm2物距像距法物坐標(biāo)x0=mm透鏡坐標(biāo)xL=mm丈量次數(shù)2345像屏地點(diǎn)1左迫近讀數(shù)xi（mm）右迫近讀數(shù)xi（mm）xi1(xxi)（mm）2i丈量結(jié)果用不確立度表示：f(x0 xL)(xLxi)191.4mm|x0 xi|f2f2222f2fx0 x0 xLxLxixif(x0 xi)(xLxi)(x0 xL)(xLxi)(xLxi)fx0(x0 xi)2x00.81mmxif(x0 x

6、L)(xLxi)xLx0 xi0.72mmff(x0 xL)0.56mmxix0 xi上式中，達(dá)成不確立度x0、xL和xi計(jì)算以下：由于x0和xL都只丈量了一次，只有非統(tǒng)計(jì)不確立度，即0u0儀3LuL0.58mmxi是多次丈量，其統(tǒng)計(jì)不確立度為Si2(xiixi)2k(k1)2.6mm非統(tǒng)計(jì)不確立度為ui儀3u0uL0.58mmxi的合成不確立度為iSi2ui22.6mm1.5mmf191.41.5mm3位移法按下表記錄數(shù)據(jù)：透鏡第一地點(diǎn)透鏡第二地點(diǎn)丈量xL1（mm）xL1（mm）xL11(xL1xL1)xL2(mm)xL2(mm)次數(shù)12xL2(xL2xL2)（左迫近）（右迫近）（左迫近）（右迫近）21物坐標(biāo)x0（mm）像坐標(biāo)xi（mm）D2d2(xix0)2(xL2xL1)2f4|xix0193.1mm4D|十、實(shí)驗(yàn)結(jié)論：測(cè)出了凸面鏡的焦距。十一、總結(jié)及心得領(lǐng)會(huì)：只有當(dāng)各光學(xué)元件，如光源、發(fā)光物（矢孔屏）、透鏡等的主光軸重合時(shí)，薄透鏡成像公式在近軸光芒的條件下才能建