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清华大学 透镜焦距的测量实验 物理实验完整报告 班级姓名学号 结稿日期：

1 【MeiWei_81重点借鉴文档】

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透镜焦距的测量实验报告

一、实验目的

1. 加深理解薄透镜的成像规律；

2. 学习简单光路的分析和调节技术（主要是共轴调节和消视差）； 3. 学习几种测量透镜焦距的方法。

二、实验原理

1.薄透镜成像规律：

薄透镜是指中央厚度d比透镜焦距f小很多的透镜。分为凹透镜和凸透镜。在近轴光线条件下，薄透镜的成像规律为：

111?? fpqy'q????

yp式中，?为线放大率，其余各个物理量正负作如下规定： 物理量 物距 像距 焦距 物的大小 像的大小 符号 p q 正 实物 实物 凸透镜 光轴之上 光轴之上 负 虚物 虚物 凹透镜 光轴之下 光轴之下 f y y' 本实验中采用薄透镜，因此p和q都是从光心算起。在本实验中，为了尽可能满足近轴条件，常采取两个措施：(1)在透镜前加一光阑以挡住边缘光线；(2)调节各元器件使之共轴。以凸透镜为例，薄透镜成像规律如图1所示。

图1凸透镜成像规律

2.共轭法测凸透镜的焦距原理： 如图2，使得物与屏距离b＞4f并保持不变，令O1和O2间的距离为a,物到像的距离为b，则根据共轭关系，有p1?q2和p2?q1。进而推得：

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b2?a2f?

4b测量出a和b即可求得焦距f。

图2共轭法测量凸透镜焦距

3.焦距仪测凸透镜焦距原理：

yy'y'f。tan??，且tan??tan?0，所以，fx?ffxy式中f为平行光管武警的焦距，为给出值。y'为用测微目镜测得的同一对平行线的像的距离，fx为待测凸透镜的焦距。 tan?0? 如下图3，由几何关系，知：

图3焦距仪光路图

4.自准法测凹透镜焦距原理：

如图4，物屏上的箭矢AB经过凸透镜L1后成实像A'B'，图中O1F1?f1为L1的焦距。现将待测凹透镜L2置于L1与A'B'之间，此时A'B'成为L2的虚物。若虚物A'B'正好在L2的焦平面上，则从L2出射的光将是平行光。若在L2后面垂直于光轴放置一个平面镜，则该平行光经反射并依次通过L2和L1，最后必然在物屏上成实像A\B\。这时，分别测出L2的位置O2及虚物A'B'的位置F，则O2F就是待测凹透镜的焦距f。

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