用贝塞耳法(两次成像法)测薄凸透镜焦距_第1页
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文档简介

实验二 用贝塞耳法（两次成像法）测薄凸透镜焦距一、实验目的1、掌握光具座（光学平台）的使用方法，学会调节光学系统，使之共轴2、掌握用贝塞耳法（两次成像法）测薄凸透镜焦距的方法3、掌握简单光路的分析和光学元件等高共轴调节的方法。二、实验原理图2-1如图2-1，取物体与像屏之间的距离L大于4倍凸透镜焦距f，即L4f,并保持L不变。沿光轴方向移动透镜，则在像屏上必能两次成像。当透镜在位置I时屏上将出现一个放大清晰的像（设此物距为u，像距为v）；当透镜在位置II时，屏上又将出现一个缩小清晰的像（设此物距为u，像距为v），设透镜在两次成像时位置之间的距离为C，根据透镜成像公式，可得u= v，u=v又从图2-1可以看出： (2-1)式(4-1)称为透镜成像的贝塞尔公式。可知，只要测出了L和C的值，就可求得f。此方法避免了测量物距和像距时由于估计透镜光心的位置不准所带来的误差(因透镜的光心不一定与它的对称中心重合)，所以这种方法测焦距f ，既简便，准确度又较高。三、主要仪器及耗材1：白光源S 5：白屏H （SZ-13）2：物屏P (SZ-14) 6：二维平移底座（SZ-02）3：凸透镜L (=190 mm) 7：三维平移底座（SZ-01）4：二维架(SZ-07)或透镜架(SZ-08) 89：通用底座（SZ-04）四、实验内容和步骤图2-2实验步骤1）按图2-2沿米尺布置各器件并调至共轴，再使物与白屏距离；2）紧靠米尺移动L，使被照亮的物形在屏H上成一清晰的放大像，记下 L的位置a1和P与H间的距离l ； 3）再移动L，直至在像屏上成一清晰的缩小像，记下L的位置a2 ；4）将P、L、H转180（不动底座），重复做前3步，又得到L 的两个位置b1、b2 ；5) 计算： （2-2） （2-3） （2-4） （2-5）待测透镜焦距： （2-6）五、数据处理与分析1、按表格中所列各项利用高斯公式计算出透镜的焦距。求出f及f后计算标准误差写成f=ff形式；2、分析实验结果，讨论误差形成原因； 3、实验数据记录表1-1，也可自拟表格。表1-1 自准法 单位：厘米次数na1a2b1b2f123平均值f=_ _ _cmEf=_%六、实验注意事项1.测量物屏、透镜及像位置时，要检查滑座上的读数准线和被测平面是否重合，不重合时应根据实际进行修正。2.由于人眼对成像的清晰度分辨能力有限，所以观察到的像在一定范围内都清晰，加之球差的影响，清晰成像位置会偏离高斯像。为使两者接近，减小误差。一般在物屏和像屏固定时，成大像时凸透镜应由远离物屏的位置向物屏移动，直到像屏上出现较清晰像(不是最清晰)为止，成小像时凸透镜应由靠近物屏的位置背离物屏移动。七、思考题为什么要调节光学系统共轴？调节共轴有那些要求？怎样调节？2为什么实物经会聚透镜两次成像时，必须使物体与像屏之间的距离L大于透镜焦距的4倍？实验中如果L选择不当，对的测量有何影响？3.共轴调节时
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