几何光学综合实验II

1、北京科技大学物理实验报告透镜组节点和焦距的测定实验报告学院班级学号姓名一、实验目的与实验仪器【实验目的】1）理解透镜组基点的概念。2）了解透镜组节点的特性，掌握测透镜组节点和焦距的方法。【实验仪器】JGX-1型几何光学实验装置，含光源、平面镜、透镜（多个）、目镜、测微目镜、透镜架节点架、通用底座、物屏、像屏、微尺、毫米尺、标尺等。二、实验原理（要求与提示：限400 字以内 ，实验原理图须用手绘后贴图的方式）（ 1）基点和基面若物方和像方介质相同，两主点分别与两节点重合。共轴球面系统两主点的位置，将随各组合透镜或折射面的焦距和系统的空间特性而异， 薄透镜可以看作是两主点与透镜的光心重合的透镜组。

2、（ 2）成像公式111式中ffss此式称为透镜组的高斯公式，为系统的像方焦距，s为像距，s为物距。各量的符号从各测量起点，沿光线进行方向测量为正，反向为负。xxffff此式称为透镜组的牛顿公式，式中x为物方焦点到物的距离，x为像方焦点到像的距离，f为系统的物方焦距，f为系统的像方焦距，符号规定同上。（ 3）透镜组节点和焦距的测量北京科技大学物理实验报告以两个薄透镜的组合为例，设两个薄透镜的像方焦距分别为f1和f2，两透镜之间的距离为D，则透镜组的像方焦距可由下式计算：f1f2， fff( f1f2)D两节点位置：lf2DD( f1f2)lf1Df2)D( f1注意，此时节点位置是从透镜的光心算

3、起。即l是第二透镜光心到转轴的距离，一透镜光心到转轴的距离，节点架刻度到透镜光心的机械距离为10mm。三、实验步骤（要求与提示：限 400 字以内 ）1.光学元件共轴等高的调节1）粗调：凭眼睛观察，使中心处在一条和光学平台平行的直线上2） 细调：利用自准法测凸透镜和凹透镜焦距的原理，调节透镜高低使得所成像与物互补即中心重合。2.透镜组节点和焦距的测定?1）自准直法得到平行光成像： “品”字屏、反射镜。?2） 放入节点架及待测透镜组合，左右摇晃节点架，白屏上的像位置不变，前后微调白屏得到最清晰的像。?3） 此时转轴位置即为像方节点位置。白屏到转轴的距离即为焦距。分别记下屏和节点架转轴的位置及透镜

4、组中间位置至节点架转轴中心的偏移量。白光源“品”字屏凸透镜反射镜北京科技大学物理实验报告（4）将节点架转动 180，方法、记录同上。（5）重复测量三次，数据记入表中，计算透镜组的像方焦距fa b、透镜组的物方焦距fab，并于理论值比较，算出百分差；6）用 1： 1 的比例画出被测透镜组及其各种基点的相对位置。四、数据处理（要求与提示：对于必要的数据处理过程要贴手算照片）1. 计算透镜组的像方焦距fa b、透镜组的物方焦距fab，并于理论值比较，算出百分差实验测量焦距计算表abfab-f567.0455.0112.0566.4455.0-111.4564.5455.0109.5568.0455.0-113.0564.0455.0109.0568.4455.0-113.4avg110.2-112.6用 1： 1 的比例画出被测透镜组及其各种基点的相对位置北京科技大学物理实验报告五、分析讨论（提示：分析讨论不少于400 字）【讨论】当f1f2D时，透镜组两焦点与两主点的位置关系？六、实验结论通过实验与数据分析讨