用物距与像距法测量
凹透镜焦距
由于对实物,凹透镜成
虚像,所以直接测量凹透镜的物距,像距,难以两全.我们只能借助与
凸透镜成一个倒立的实像作为凹透镜的虚物,虚物的位置可以测出.凹透镜能对虚物成实像,实像的位置可以测出.于是,就可以用
高斯公式求出凹透镜的焦距,如图5—1—4所示.
实验内容
1.共轭法测量凸透镜焦距
(1)粗调,将光具座上的光具靠拢,调节高低左右;光心中心大致在同一高度和一直线上.
(2)细节,用共轭原理进行调整,使物屏与像屏之间的距离,将凸透镜从物屏向像屏缓慢移动,若所成的大像与小像的中心重合,则等高共轴已调节好,若大像中心在小像中心的下方,说明凸透镜位置偏低,应将位置调高;反之,则将透镜调低;左右亦然.详见光学实验基础知识.
(3)读出物屏所在位置,像屏所在位置p,填入自拟的表格中,求出.
(4)移动凸透镜,使像屏上呈现清晰的放大的倒立实像,记下此时的位置,继续移动凸透镜,使像屏上呈现清晰的缩小的倒立实像,记下此时的位置,求出.
重复上述步骤五次,共得四组数据,用(5—1—1)式计算出每组的值,求出的
平均值.
2.自准直法测量凸透镜焦距
(1)按图5—1—3所示,在光具座上放置狭缝光源,平面镜,并使它们之间的距离比所测凸透镜的焦距大.在物屏和平面镜之间放上被测量的凸透镜.
(2)适当调节光路,使物屏发出的光通过透镜后,由平面镜再反射回去,并再次通过透镜射向物屏.
(3)在光具座上,前后移动凸透镜,使物屏上产生倒立,等大,清晰的实像,当共轴很好时,物与像完全重合,用纸片遮住平面镜,清晰的像应该消失.记下凸透镜在导轨上的位置.
重复步骤(3)五次,记录物及透镜所在的位置,计算出的平均值.
3.用物距与像距法测量凹透镜焦距
(1)按图5—1-4固定物屏的位置于处,并在其后的导轨上放置一凸透镜,使像屏上成一倒立缩小的实像.记下像屏位置.(通过凸透镜也可成一个倒立放大的实像,但所成的缩小实像亮度,清晰度高,易准确定位;另外,由于光具座尺寸的限制,所以,实验中只能成缩小的实像.)
(2)移动像屏的位置,重复(1)步骤五次,将测量6次所得的位置填入自拟的表格中.
(3)在凸透镜与像屏之间放上凹透镜,的位置应靠近一些,此时上倒立缩小的实像可能模糊不清,可将像屏向后移动,直至在处又出现清晰的像.重复找出,的位置六次,填入自拟的表中.
(4)利用高斯公式计算出凹透镜的焦距.(高斯公式具体用到这里,均为负值,若大,也大;,)