薄透鏡焦距的測(cè)定光學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握光具座（光學(xué)平臺(tái)）的使用方法，學(xué)會(huì)調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)，使之共軸。2、掌握薄透鏡焦距的常用測(cè)定方法。實(shí)驗(yàn)儀器光學(xué)平臺(tái)，發(fā)散透鏡，會(huì)聚透鏡，像屛，平面反射鏡，光源，物屏，支架如圖所示，在近軸光線的條件下，薄透鏡成像的高斯公式為：則焦距為：

其中f′為像方焦距；s′為像距；s為物距。各線距均從薄透鏡中心(光心)量起，與光線進(jìn)行方向一致為正，反之為負(fù)。

（1）（2）注意:測(cè)得量須添加符號(hào)，求得量則根據(jù)求得結(jié)果中的符號(hào)判斷其物理意義。

圖1薄透鏡成像實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟一、各光學(xué)元件同軸等高的調(diào)節(jié)將光源、物屏、待測(cè)透鏡和像屏依次放在光學(xué)平臺(tái)上，進(jìn)行各光學(xué)元件同軸等高的粗調(diào)和細(xì)調(diào)。粗調(diào)：用三角板輔助調(diào)整各元件的中心大致在與光學(xué)平臺(tái)平行的同一條直線上，并使物平面，像屏平面和透鏡面相互平行且垂直光學(xué)平臺(tái)。細(xì)調(diào)：利用共軛法調(diào)整，固定物屏和像屏的位置，使D>4f，在物屏與像屏間移動(dòng)凸透鏡，可得一大一小兩次成像。若兩個(gè)像的中心重合，即表示已經(jīng)共軸；若不重合，可先在小像中心作一記號(hào)，調(diào)節(jié)透鏡高度，使大像的中心趨向小像中心（大像追小像）。如此反復(fù)調(diào)節(jié)透鏡高度，直至大像的中心和小像中心完全重合。多透鏡系統(tǒng),在物與單個(gè)凸透鏡共軸后依次增加待調(diào)透鏡，調(diào)節(jié)新增透鏡的高低左右使物的像仍在原處（在軸上）即可。1、物距像距法測(cè)凸透鏡焦距①先粗略估計(jì)測(cè)量待測(cè)凸透鏡焦距，在第1步的基礎(chǔ)上，使物和像屏之間的距離略大于粗測(cè)焦距值的4倍，移動(dòng)透鏡，直到在像屏上看到清晰的像為止，記錄物距s與像距s′，由公式(2)求出焦距f′。②改變屏的位置，重復(fù)3次測(cè)量，求其f′及其誤差。一、透鏡焦距的測(cè)量實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟2、二次成像法（貝塞耳法）運(yùn)用物象的共軛對(duì)稱性質(zhì)，得到：毋須考慮透鏡本身的厚度，因此較準(zhǔn)確條件：

（3）①同2①，并記錄物屏與像屏之間的距離D。②如圖2所示，移動(dòng)透鏡，使屏上得到清晰的物像，記錄透鏡的位置。移動(dòng)透鏡至另一位置，使屏上又得到清晰的物像再記錄透鏡的位置，從而算出d，并由公式(3)求出f′。③改變屏的位置重復(fù)測(cè)3次，求其f′及誤差。在待測(cè)透鏡L的一側(cè)放物B，在另一側(cè)放一平面反射鏡M，移動(dòng)透鏡，若物B正好位于凸透鏡之前的焦平面，物B上任一點(diǎn)發(fā)出的光線經(jīng)透鏡折射后，變?yōu)槠叫泄猓籑反射回來。再經(jīng)透鏡折射后，仍會(huì)聚在它的焦平面上，即在原物平面上，形成一個(gè)與原物大小相等方向相反的倒立實(shí)像B′。此時(shí)物到透鏡之間的距離，就是待測(cè)透鏡的焦距。3、自準(zhǔn)直法測(cè)凸透鏡焦距①按上圖所示放置光學(xué)元件，固定物屏，移動(dòng)凸透鏡L。并繞鉛直軸略轉(zhuǎn)動(dòng)靠近透鏡的平面鏡M，直到在物屏上得到一個(gè)與物等大倒立的清晰像為止(注意區(qū)分物光經(jīng)凸透鏡內(nèi)表面和平面鏡反射后所成的像，前者不隨平面鏡轉(zhuǎn)動(dòng)而移動(dòng))。②記錄物屏與凸透鏡L的位置，二者之差即透鏡的焦距。③重復(fù)3次，求平均值。4、由輔助透鏡成像求凹透鏡的焦距先使物AB發(fā)出的光線經(jīng)凸透鏡L１后形成一實(shí)像A′B′，然后在L１和A′B′之間放入待測(cè)凹透鏡L２，就能使虛物A′B′產(chǎn)生一實(shí)像A″B″。分別測(cè)出L２到A′B′和A″B″之間距離s２、s２′，根據(jù)式(2)即可求出L２的像方焦距f２′。圖4①按上圖所示，調(diào)節(jié)各元件共軸后，暫不放入凹透鏡，移動(dòng)凸透鏡L１，使像屏上出現(xiàn)清晰的、倒立的、大小適中的實(shí)像A′B′，記下A′B′的位置。②保持凸透鏡L１的位置不變，將凹透鏡L２放入L１與像屏之間，移動(dòng)像屏，使屏上重新得到清晰的、放大的、倒立的實(shí)像A″B″。③記錄凹透鏡L２的位置和A″B″的位置，算出物距s和像距s′，代入公式(2)求出f′。④改變凹透鏡位置(注意使虛物距與所成實(shí)像像距兩者的差不能太小)，重復(fù)測(cè)3次，求出f′及其誤差。

5、測(cè)量薄透鏡的清晰成像范圍

測(cè)景深。景深可作為像距的不確定度范圍，為了景深盡量?。ㄐ∮?mm），測(cè)量時(shí)應(yīng)使像為縮小像.二、各光學(xué)元件同軸等高的調(diào)節(jié)將光源、物屏、待測(cè)透鏡和像屏依次放在光學(xué)平臺(tái)上，進(jìn)行各光學(xué)元件同軸等高的粗調(diào)和細(xì)調(diào)。粗調(diào)：用三角板輔助調(diào)整各元件的中心大致在與光學(xué)平臺(tái)平行的同一條直線上，并使物平面，像屏平面和透鏡面相互平行且垂直光學(xué)平臺(tái)。細(xì)調(diào)：利用共軛法調(diào)整，固定物屏和像屏的位置，使D>4f，在物屏與像屏間移動(dòng)凸透鏡，可得一大一小兩次成像。若兩個(gè)像的中心重合，即表示已經(jīng)共軸；若不重合，可先在小像中心作一記號(hào)，調(diào)節(jié)透鏡高度，使大像的中心趨向小像中心（大像追小像）。如此反復(fù)調(diào)節(jié)透鏡高度，直至大像的中心和小像中心完全重合。多透鏡系統(tǒng),在物與單個(gè)凸透鏡共軸后依次增加待調(diào)透鏡，調(diào)節(jié)新增透鏡的高低左右使物的像仍在原處（在軸上）即可。實(shí)驗(yàn)思考題1．畫出自準(zhǔn)直（視差法