实验十七老师布置的作业.doc

实验十七（平行光管的调整与使用）-老师布置的作业1、 透镜焦距测量的方法 (1) 自准直法 当光点P处在透镜焦平面上时，P点发出的光经透镜L成一束平行光，遇到与主光轴相垂直的平面镜M，将其反射回去，反射光再次通过透镜而会聚在P所在的焦平面上。那么，P与L之间的距离就是该透镜的焦距f，如图24-1所示。这种利用调节实验装置自身使之产生平行光以达到调焦目的的方法，称为自准直法。 自准直法是光学仪器调节中的一种重要方法，也是一些光学仪器进行测量的依据。自准直望远镜是光学测量和光学装校中最常用的仪器。测角仪就是利用自准直法精密地测量微小角度、平面度等。 (2) 物距、像距法 将公式改写成 利用公式，只要测得物距S、像距S便可计算出透镜焦距f来。 (3) 两次成像法 如图24-2所示。取物与像屏之间的距离为L 4f，移动透镜，当在O1位置时，屏上得到一放大的清晰像AB，其物距S1、像距S1；当透镜处于O2位置时，屏上又出现一缩小的清晰像AB，这时物距S2、像距S2。设透镜两不同位置间的距离为l，焦距为 （4）粗测法：以太阳光或较远的灯光为光源，用凸透镜将其发出的光线聚成一光点(或像)，此时，s ，sf ，即该点(或像)可认为是焦点，而光点到透镜中心(光心)的距离，即为凸透镜的焦距，F 粗测法测透镜焦距 （5）平行光管测焦距如果平行光管已调节好,并使玻罗板位于物镜L的焦平面上,那么,从玻罗板出射的光,经物镜L后变成平行光,平行光通过待测透镜Lx后,将在Lx的第二焦平面F上会聚成像,其光路如图所示,因而玻罗板上的线对必然成像于F面上.由图可以得到待测透镜的焦距为波罗板y-ffx-yFLLX平行光管物镜待测透镜图2.24-3 （6） 使蜡烛发的光经透镜后，在透镜上呈现出与透镜等大的光斑，则蜡烛到透镜的距离为焦距。（7） 二倍焦距法：实验器材：光具座、灯泡、凸透镜、光屏、刻度尺实验方法：将灯泡、凸透镜、光屏三者中心放在同一高度上，来回移动灯泡和光屏，直到光屏上形成倒立的、等大的实像，用刻度尺测出灯泡或光屏到凸透镜中心的距离u或v，则f=u/2=v/2。重复以上实验2次，求3次测得距离的平均值，即为此凸透镜的焦距。2、什么是最小分辨角？它与分辨率的关系是什么？ 最小分辨角是指能够分辨最小细节的能力，分辨出的最小角距。几何光学的知识我们知道，一个物点发出的光通过光学系统后，能够得到一个对应的像点。但是光的衍射现象告诉我们，光学系统对物点所成的像，不可能是几何点，而是具有一定大小的光斑，并且在其周围有亮暗交替的环状衍射条纹。如果两个物点的距离很小，对应的光斑互相重叠，即使光学系统的放大率很高，所成的像对眼睛的张角很大，但仍然不能分辨它们。所以说，光的衍射现象限制了光学系统的分辨能力，并且这是光学系统普遍存在的问题。既然如此，我们可以借助于光衍射的规律分析光学系统的分辨本领。如果A1和A2相距不太近，它们所成像的中央亮斑相距较远，两个中央亮斑的中心对光学系统L的张角q也较大，人眼可以毫不困难地分辨这两个物点所成的像。如果A1和A2相距很近，它们所成像的中央亮斑大部分相重叠，亮斑中心对光学系统L的张角q很小，人眼无法分辨这到底是一个物点所成的像还是两个物点所成的像。3.什么叫不确定度？不确定度与误差的关系是什么？计算A类不确定度的方法是什么？ （1）不确定度的含义是指由于测量误差的存在，对被测量值的不能肯定的程度。反过来，也表明该结果的可信赖程度。它是测量结果质量的指标。不确定度愈小，所述结果与被测量的真值愈接近，质量越高，水平越高，其使用价值越高；不确定度越大，测量结果的质量越低，水平越低，其使用价值也越低。在报告物理量测量的结果时，必须给出相应的不确定度，一方面便于使用它的人评定其可靠性，另一方面也增强了测量结果之间的可比性。（2）统计学家与测量学家一直在寻找合适的术语正确表达测量结果的可靠性。譬如以前常用的偶然误差，由于“偶然”二字表达不确切，已被随机误差所代替，近年来，人们感到“误差”二字的词义较为模糊，如讲“误差是1%”，使人感到含义不清晰。但是若讲“不确定度是1%”则含义是明确的。因而用随机不确定度和系统不确定度分别取代了随机误差和系统误差。测量不确定度与测量误差是完全不同的概念，它不是误差，也不等于误差。 （3）用对观测列进行统计分析的方法来评定标准不确定度，称为不确定度A类评定；所得到的相应标准不确定度称为A类不确定