透鏡焦距測量與光學(xué)設(shè)計(1).doc

《透鏡焦距測量與光學(xué)設(shè)計(1).doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、南昌大學(xué)物理實驗報告課程名稱：大學(xué)物理實驗實驗名稱：透鏡焦距測量與光學(xué)設(shè)計學(xué)院：化學(xué)學(xué)院專業(yè)班級：應(yīng)用化學(xué)164班學(xué)生姓名：劉家玲學(xué)號：5503216130實驗地點：物理實驗樓609實驗時間：第三周星期一下午15:45點開始一、實驗?zāi)康模?1.觀察薄凸透鏡、凹透鏡的成像規(guī)律；2.學(xué)習(xí)用成像法、共軛法測量凸透鏡焦距；用成像法測量凹透鏡焦距；3.觀察透鏡的像差。4.通過實驗掌握望遠鏡和顯微鏡的基本原理，并在導(dǎo)軌和光座上用透鏡自組望遠鏡和顯微鏡。5.通過實際測量，了解顯微鏡和望遠鏡的主要光學(xué)參量。6.了解視覺放大率的概念并學(xué)習(xí)其測量方法。???????二、實驗原理：凸透鏡焦距的測量1.

2、成像法在近軸光線的條件下，薄透鏡成像的高斯公式為1/s’－1/s=1/f’擋將薄透鏡置于空氣中時，則焦距為：f’=-f=ss’/（s-s’）f’為像方焦距，f為物方焦距，s’為像距，s為物距。式中的各線距從透鏡中心（光心）量起，與光線行進方向一致為正，反之為負，如圖所示.若在實驗中分別測出物距s和像距s’,即可求出該透鏡的焦距f’，但應(yīng)注意:測得量需添加符號，求得量則根據(jù)求得結(jié)果中的符號判斷其物理意義。2.共軛法使物與屏間的距離D>4f并保持不變，沿光軸方向移動透鏡，則必能在像屏上觀察到二次成像.設(shè)物距為s1時，得放大的倒立實像；設(shè)物距為s2時，得縮小的倒立實像，透鏡兩次成像之間的

3、位移為d，根據(jù)透鏡成像公式，可推得：f’=(D2-d2）/4D凹透鏡焦距測量3.成像法物AB發(fā)出的光線經(jīng)凸透鏡L1后形成一大小適中的實像A’B’,然后在L1與A’B’之間放入待測凹透鏡L2，就能使虛物A’B’產(chǎn)生一實像A’’B’’,分別測出L2到A’B’和A’’B’’之間的距離s2,s2’即可求出焦距f2’.4.顯微鏡原理：由于經(jīng)過物鏡和目鏡的兩次放大，顯微鏡總的放大率Г應(yīng)是物鏡放大率β和目鏡放大率Гe的乘積，即Г==-βГe,其中D=250mm是明視距離。5.望遠鏡原理：（1）.開普勒望遠鏡由兩個凸透鏡組成，物鏡的像方焦點與目鏡的像方焦點重合，如圖所示，望遠系統(tǒng)的垂軸放大率僅僅取

4、決于望遠系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參量，與物距無關(guān)，即Г==-（1）.伽利略望遠鏡：伽利略望遠鏡是由薄凸透鏡和厚凹透鏡組成，物鏡的像方焦點與目鏡的像方焦點重合。三、實驗儀器：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。透鏡40mm，200mm各一件。四、實驗內(nèi)容和步驟：1.成像法測凸透鏡的焦距從透鏡中心（光心）量起，與光線行進方向一致為正，反之為負，在實驗中分別測出物距s和像距s’,即可求出該透鏡的焦距f’。2.共軛法測凸透鏡的焦距粗測凸透鏡焦距，取D>4f’并保持不變.調(diào)節(jié)箭矢中點與透鏡共軸，并且應(yīng)使透鏡光軸盡量與光具座導(dǎo)軌平行，往復(fù)移動透鏡并仔細觀察，成像清晰時讀數(shù)，使物

5、與屏間的距離D>4f并保持不變，沿光軸方向移動透鏡，則必能在像屏上觀察到二次成像.設(shè)物距為s1時，得放大的倒立實像；設(shè)物距為s2時，得縮小的倒立實像，重復(fù)操作取平均值。3.成像法測凹透鏡焦距先使物AB發(fā)出的光線經(jīng)凸透鏡L1后形成一大小適中的實像A’B’,然后在L1與A’B’之間放入待測凹透鏡L2，就能使虛物A’B’產(chǎn)生一實像A’’B’’,分別測出L2到A’B’和A’’B’’之間的距離s2,s2’即可求出焦距f2’.4.（1）設(shè)計放大倍率為4的開普勒望遠鏡，并對其放大率進行實際測量。（2）設(shè)計放大倍率為4的伽利略望遠鏡，并對其放大率進行實際測量。（3）設(shè)計一視放大率為15的顯微鏡，目

6、鏡焦距50mm，并對其放大率進行實際測量。五、數(shù)據(jù)記錄與處理1.成像法測凸透鏡的焦距物A透鏡O像A’焦距f平均焦距f厚透鏡121.12108.3899.405.275.25121.12110.28100.155.21121.12111.3199.885.28薄透鏡127.7596.6639.9020.0920.10127.7593.9844.1020.14127.7590.3247.0420.072.共軛法測凸透鏡的焦距物A(cm)透鏡o（第一次位置）透鏡o（第二次位置）像A’（cm）焦距f(cm)平均焦距f（cm）厚透鏡127.75120.50101.1594.405.535.5

7、1127.75120.8597.4890.905.50127.75121.1591.7585.385.49薄透鏡127.7596.3573.2040.8420.1920.28127.7597.4865.8235.6820.30127.7598.4059.9231.0020.363.成像法測凹透鏡的焦距物A(cm)輔助凸透鏡O1（cm）像A、(cm)被測凹透鏡O2（cm）像A、、（cm）焦距f（cm）平均焦距f(cm)厚透鏡130.0090.0048.0050.9541