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《透鏡焦距測量與光學設計報告》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、《薄透鏡焦距的測定》實驗報告【實驗目的】1、觀察薄凸透鏡、凹透鏡的成像規(guī)律；2、學習光路的等高共軸和消視差等分析調節(jié)技術；3、學習幾種測量焦距的方法：如成像法、自準法、共軛法測凸透鏡焦距；成像法、自準法測凹透鏡焦距。4、觀察透鏡的像差?！緦嶒瀮x器】光具座，凸透鏡，凹透鏡，光源，物屏，平面反射鏡，水平尺和濾光片等。【實驗原理】一、凸透鏡焦距的測量1.自準法：2.成像法：在近軸光線的條件下，薄透鏡成像的高斯公式為1s'-1s=1f'當將薄透鏡置于空氣中時，則焦距為：3.共軛法二、凹透鏡焦距的測定【實驗步驟】【實驗數(shù)據(jù)】一、凸透鏡焦距的測定1.自準法：物A(cm)透鏡O(cm)焦距f(cm)厚凸透鏡
2、50.0055.705.70厚透鏡50.0056.006.0050.0055.505.50薄凸透鏡50.0071.7021.70薄透鏡50.0071.1021.1050.0071.2021.20計算過程：1、厚凸透鏡：根據(jù)公式f=s,所以焦距即為物屏到透鏡之間的距離。所以焦距平均值為f=5.70+6.00+5.503=5.73cm。任意一次測量的標準差為σ=13f-f22=0.00246，儀器的誤差為0.01，所以焦距不確定度為A類：?A=σA=0.00246cm,B類：?B=σB=0.01cm于是焦距的合成不確定度為μf=?A2+?B2=0.0103cm相對不確定度為μrf=μff×100%
3、=0.18%測量結果表達式為：f=5.73±0.0103cmμrf=0.18%2、薄凸透鏡：根據(jù)公式f=s,所以焦距即為物屏到透鏡之間的距離。所以焦距平均值為f=21.70+21.10+21.203=21.34cm。任意一次測量的標準差為σ=13f-f22=0.00321cm，儀器的誤差為0.01，所以焦距不確定度為A類：?A=σA=0.00321cm,B類：?B=σB=0.01cm于是焦距的合成不確定度為μf=?A2+?B2=0.0105cm相對不確定度為μrf=μff×100%=0.049%測量結果表達式為：f=21.34±0.0105cmμrf=0.049%2.成像法：物A透鏡O像A’焦
4、距f厚透鏡50.0056.2584.30-8.0450.0056.7083.70-8.9050.0056.5089.20-8.11薄透鏡50.0084.20140.50-22.0750.0082.20142.60-22.2350.0083.20140.70-22.13計算過程：1、厚凸透鏡成像法公式為：f=-8.04-8.90-8.113=-8.35cm,f=ss's-s'=-8.35cm求偏導：?lnf?s=-s'2ss-s'2=-0.2547.?lnf?s'=-s2s's-s'2=-0.00276S的標準偏差為σ=13f-f22=0.0023不確定度u1=?A2+?B2=0.00232+0
5、.012=0.0102S’的標準偏差為σ=13f-f22=0.03不確定度u2=?A2+?B2=0.032+0.012=0.0316總不確定度u=uA2+uB2=0.01022+0.03162=0.0332μrf=μff=-s'2ss-s'2*u12+-s2s's-s'2*u22=-0.25472+-0.002762=0.00258=0.258%所以焦距為f=-8.35±0.0332cmμrf=0.0258%2、薄凸透鏡成像法公式為：f=-22.07-22.03-22.133=-22.07cm,f=ss's-s'=-22.07cm求偏導：?lnf?s=-s'2ss-s'2=-0.093.?ln
6、f?s'=-s2s's-s'2=-0.0537S的標準偏差為σ=13f-f22=0.0045不確定度u1=?A2+?B2=0.00452+0.012=0.0012S’的標準偏差為σ=13f-f22=0.021不確定度u2=?A2+?B2=0.0212+0.012=0.023總不確定度u=uA2+uB2=0.00122+0.0212=0.0542μrf=μff=-s'2ss-s'2*u12+-s2s's-s'2*u22=-0.25472+-0.002762=0.00113=0.113%所以焦距為f=-22.07±0.0542cmμrf=0.113%3.共軛法：物A透鏡1透鏡2像A’焦距f厚透鏡5
7、0.0056.7087.4093.705.5350.0056.7093.30100.005.8050.0056.5094.90101.005.52薄透鏡50.0083.30106.80140.5021.0950.0083.60108.60142.6021.4650.0083.90107.70140.7021.11計算過程：1、厚透鏡因為根據(jù)公式f'=D2-d24D=5.62cm求偏導：?lnf?D
