薄透镜焦距的测定课件.pptx

1、薄透镜焦距的测定上海师范大学物理系上海师范大学物理系大学物理实验室大学物理实验室实物实物虚物虚物实像实像虚像虚像物物像像uOOOvuOv凸透镜凸透镜汇聚光线汇聚光线透镜的物与像透镜的物与像凹透镜凹透镜发散光线发散光线物物入射光线入射光线像像出射光线出射光线虚虚负负正正A成像公式成像公式物距物距 u、像距像距v、透镜焦距透镜焦距f之间的关系之间的关系OA实实f1v1u1物距物距u像距像距v(绝对值绝对值)大小大小正负正负A焦距焦距f凹透镜凹透镜负负正正凸透镜凸透镜光线的光线的(发散或汇聚发散或汇聚)程度程度(绝对值绝对值)大小大小正负正负焦距焦距透镜透镜(发散或汇聚发散或汇聚)光线的本领光线的本

2、领物物/像像实实/虚虚(物或像的物或像的)距离距离入射光入射光/出射光出射光发散发散/汇聚汇聚(发散或汇聚的发散或汇聚的)程度程度u/vu/v正正/负负(u(u或或v v的的)绝对值绝对值物、像物、像光线光线平行光轴平行光轴(z=L)的光线经过透镜后将通过焦点的光线经过透镜后将通过焦点AA Of作图法求成像位置作图法求成像位置AA Off点光源发出的光线在不同高度点光源发出的光线在不同高度z与与透镜相遇，出射光线会交于一点透镜相遇，出射光线会交于一点两条特殊光线两条特殊光线经过透镜中心经过透镜中心(z=0)的光线不改变方向的光线不改变方向凸透镜成像凸透镜成像ff2f2fAA A 物距物距u2f

3、u=2ffu2fu=f0ufu0实虚实虚实实实实实实实实实实虚虚像距像距v2fv00v0-fu0u=-fu-f实虚实虚实实虚虚虚虚像距像距-fv0vf时，使凸透镜成实像，测出物距时，使凸透镜成实像，测出物距u、像、像距距v，代入公式得到焦距，代入公式得到焦距f求凸透镜焦距求凸透镜焦距二二.物距像距法物距像距法uAA X1X2X3vf?21xxu32xxvf1v1u1求凸透镜焦距求凸透镜焦距三三.位移法位移法u2AX1X2X4v2A A u1v1固定物体和屏幕的位置固定物体和屏幕的位置(u+v=D)不变，移动透镜，可在两个不不变，移动透镜，可在两个不同位置在屏幕上成像同位置在屏幕上成像dD32x

4、xd41xxDX3位移法原理位移法原理f1v1u1物与像屏的间距为物与像屏的间距为D=u+vf1u-D1u124fD-DDu2212duuD4fDf4D D4dDf22凹透镜成像凹透镜成像AA 实物实物A经过凸透镜成像于经过凸透镜成像于A 点点在凸透镜和在凸透镜和A 之间插入凹透镜，对凹透镜来说，虚物之间插入凹透镜，对凹透镜来说，虚物A 成像于成像于A 点点A uO1vO2X1X2X3?21xxu13vxx111uvfuvf0uv辅助透镜成像法辅助透镜成像法实验内容实验内容光具座上各光学元件同轴，等高调节光具座上各光学元件同轴，等高调节测量凸透镜焦距测量凸透镜焦距f(自准直法、物距像距法、自准

5、直法、物距像距法、位移法位移法)测量凹透镜焦距测量凹透镜焦距f(辅助透镜成像法辅助透镜成像法)P“共轴等高共轴等高”调节调节一一.粗调粗调先将透镜等元器件向光源靠拢，调节高低、左右位置，凭目视使光源、物先将透镜等元器件向光源靠拢，调节高低、左右位置，凭目视使光源、物屏上的透光孔中心、透镜光心、像屏的中央大致在一条与光具座导轨平行屏上的透光孔中心、透镜光心、像屏的中央大致在一条与光具座导轨平行的直线上，并使物屏、透镜、像屏的平面与导轨垂直。的直线上，并使物屏、透镜、像屏的平面与导轨垂直。二二.细调细调透镜偏高或偏低透镜偏高或偏低调节时，以小像的中心位置为参考，调节透镜（或物）的高低，逐步逼近调节

6、时，以小像的中心位置为参考，调节透镜（或物）的高低，逐步逼近光轴位置。当大像中心光轴位置。当大像中心PP与小像中心与小像中心PP重合时，系统即处于共轴状态。重合时，系统即处于共轴状态。大像和小像的中心大像和小像的中心PP和和P P不重合不重合小小像位置比大像更靠近光轴像位置比大像更靠近光轴PP数据处理数据处理测量次数测量次数1 12 23 34 45 5物物(像像)屏位置屏位置x x1 1透镜位置透镜位置x x2 2焦距焦距f f一一.自准直法测量凸透镜焦距自准直法测量凸透镜焦距焦距平均值焦距平均值 _f21xxf二二.物距像距法测量凸透镜焦距物距像距法测量凸透镜焦距数据处理数据处理像特点像特

7、点物位置物位置x1透镜位置透镜位置x2像位置像位置x3uvfu2f倒立缩小倒立缩小u=2f倒立等大倒立等大u2f倒立放大倒立放大焦距平均值焦距平均值 _f21xxu32xxvf1v1u1三三.位移位移法测量凸透镜焦距法测量凸透镜焦距数据处理数据处理次数次数物位置物位置x1成大像透镜成大像透镜位置位置x2成小像透镜成小像透镜位置位置x3像屏位置像屏位置x4Ddf1234焦距平均值焦距平均值 _f41xxD32xxd四四.物距像距法测量物距像距法测量凹凹透镜焦距透镜焦距数据处理数据处理次数次数凹透镜位置凹透镜位置x1像屏位置像屏位置x3uvf1234物体经过凸透镜后成像位置物体经过凸透镜后成像位置x x2 2=_=_焦距平均值焦距平均值 _f21xxu31xxv近视眼镜片和远视眼镜片各为什么透镜？近视眼镜片和远视眼镜片各为什么透镜？问题思考问题思考比较测凸透镜焦距所用的方法，哪一种方法准确？比较测凸透镜焦距所用的方法，哪一种方法准确？