光学系统同轴等高调节、透镜焦距测量.ppt

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光学系统同轴等高调节、透镜焦距测量

三、实验原理 3、共轭法《又叫位移法、二次成像法或贝塞尔法》如图3所示：设凸透镜的焦距为 f ,取箭矢物AB 为坐标原点，箭矢物AB到光屏P的距离为D≥4f，并在实验过程中保持D不变。 1、物距像距法测量凹透镜焦距一）、同轴等高的调节 1、粗调：在光具座上使各光具尽量靠拢，用眼睛观察各光学器件是否与箭矢物AB的中间点等高共轴。等高调节：升降调节各光学器件与箭矢物AB的中间点等高。共轴调节：调节各光学器件支架底座位移调节螺钉，使各光学器件的中心及箭矢物AB位于光具座中心轴线上，再调节各光学器件表面与光具座中心轴线垂直。 2、精调：二）、实验内容：测量薄透镜的焦距，按实验表格进行。（2）、共轭法测量凸透镜焦距 2、凹透镜焦距的测量（1）、物距像距法测量凹透镜焦距 ◆数据处理： * * * 物理学院 1、学习简单光学系统的同轴等高的调节方法。 2、掌握用物距像距法、自准法、共轭法测凸透镜的焦距。 3、用物距像距法测凹透镜的焦距。并写出合格的实验报告。 1、光学系统的同轴等高的调节、透镜焦距的测量。 2、光学系统的同轴等高的调节方法、凹透镜焦距的测量一、实验目的重点、难点测量透镜焦距的方法有许多，如平行光聚焦法、物距像距法等。本实验利用自准法、共轭法、物距像距法等测量透镜的焦距。带标尺光具座一台，光学器件、支架底座若干，凸透镜一块，凹透镜一块，带箭矢物光孔电源一台，平面全反射镜一面，光屏等。二、实验仪器光路：（1）平行于主光轴的光线经透镜折射后过透镜的焦点；（2）过透镜光心的光线经透镜时不改变方向。 1. 物距像距法测量凸透镜焦距式中物距、像距、焦距都以凸透镜光心为坐标原点而量取，顺光线方向取正，反之取负（如图1中示）。 (或实物、实象取正；虚物、虚像取负；凸透镜焦距取正，凹透镜焦距取负。) 图2 自准法测凸透镜焦距图3：共轭法测量凸透镜焦距 ◆优点：它可以准确测量D、L的值，从而避免了测量 U 的值时，难于找准凸透镜光心位置所造成的误差。、（以透镜光心为坐标原点，U、V 顺光线方向为正，逆光线方向为负号。）（二）凹透镜焦距测量原理图4 四、实验内容与步骤如图3所示：根据二次成像规律，首先取箭矢物AB到光屏P的距离为D4f后，两者固定。凸透镜放在物与光屏间，移动凸透镜使光屏上看到放大和缩小的像，调节各光学器件支架底座位移调节螺钉及支架的高低位置，使光屏上看到放大和缩小像的中心点共轴（重合）。（大像追小像）同理调节凹透镜共轴，同轴等高的调节完成。 1、凸透镜焦距的测量自准法测量凸透镜焦距 = cm； = cm 5 4 3 2 1 次数项目按图3所示放置光具，固定箭矢物，取屏的位置为箭矢物AB到光屏P的距离为D≥4f，并固定屏的位置不动，用“左右逼近法”移动透镜测成放大像时透镜的坐标位置x左与x右；及成小像时的坐标位置x’左与x’右, 重复测五次。按图4所示光路，固定箭矢物不动，移动凸透镜和光屏使物成倒立缩小的实像，固定凸透镜并记下其坐标x01，及光屏的坐标Xp1；然后将凹透镜放入凸透镜与光屏之间，稍移动光屏和凹透镜，成清晰像后固定光屏并记录其坐标位置xp2，再用“左右逼近法”移动凹透镜测成像清晰时凹透镜的位置坐标x左02与x右02，重复测5次求取平均值。五、数据记录及数据处理 ◆数据记录: （见前页) 六、实验注意事项 1、注意同轴等高的调节。有些光具的轴不能固定，要注意随时纠正物平面和镜平面与光轴垂直。 2、作箭矢物的木盒子有些固定不太好，会涉及到修正值△x, 因此也应细心调节箭矢物的位置与底座平行。 3、测量物或像或光心的坐标时，要注意用“左右逼近法”准确测量：先测物或像或透镜底座的两侧的坐标再求平均值作为它们的坐标。 * * * 物理学院

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