U
1 1 1 f u v
（1）
f
F
A′ B′
v
透镜焦距、物距和像距的正负号规定如下
参量 正号（+） 负号（-）
f
u
v
凸透镜 凹透镜
实物 虚物
实像 虚像
2．凸透镜焦距的测量原理及测量方法
1) 物距像距法
L B A
U
f
F
A′ B′
1 1 1 f u v
v
根据透镜成像公式，测出透镜成像时的物距和像距，代入成像公式可求焦距 2) 自准法(平面镜法) 根据光的可逆性测定凸透镜的焦距，如图1—1所示。 S为狭缝光源，当S置于透镜焦点处，经透镜成平行 光，在透镜另一侧放置一平面反射镜，则平面镜将 平行光反射，并汇聚于狭缝光源S处，测出透镜与狭 缝距离，即为透镜焦距。
1 2 3 4 5
（3）共轭法测凸凹透镜焦距
(2) 自准法测凹透镜的焦距(左右迫近法)。
物屏位置： cm，光具座刻度误差： cm，单位：cm
测量 次数
凸透镜 位置
凹透镜 位置
像屏位置
自左向右成清晰像 自右向左成清晰像
物距
像距
焦距
【课后思考题】
1
由于凹透镜的发散作用，成像将移到 A B 位置。由图可以看出，对于凹透镜
AB 是虚物．即物距， v O2 A，根据式(1)，得的焦距计算 来说， 是实像， A B
公式：f
B f2 A f1 01 f1′ A′ 02 B′ A″ A ( B′) O1 f1/f2 O2
B R1 A U=16V H
C F
D R3 R2 G
E
L1
。 OF
2
L2 M
【实验内容】
1．光学系统的共轴等高调节 (1)第一步为粗调：把光源、物、透镜、屏等用光具夹固定好，先将它们靠拢， 调节它们的高低、左右，使光源、物的中心、透镜中心、屏中央大致在一条 和光具座导轨平行的直线上；并使物平面、透镜所在平面、像的平面互相平 行，且与导轨垂直。这一步骤用眼睛来观察判断，比较粗糙．所以称为粗调。 (2)第二步为细调：利用透镜成像规律进行调节，如自准法、共轭法。
f
3) 共轭法(二次成像法) 如图1—2所示，取物体与物屏之间距离L大于凸透镜焦距的4倍(L＞4 f )。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—个放大的清晰的像，此时物距为 u ，像距为v ，当透镜在位置II 时，屏上将出现一个缩小的清晰的像，此时物距为 u ，像距为 v 。设透镜在两 次成像时的位置之间的距离为C，根据透镜成像公式可得：
L C u v 2u u LC 2
v Lu
LC 2 uv L2 C 2 f (1 3) uv 4L
3.凹透镜焦距的测量原理及方法
O f
图. 平行入射法测凹透镜焦距
1) 物距像距法（辅助凸透镜法） 如图1-3所示，从物AB发出的光线经过辅助凸透镜L1 会聚后成实像于AB 。若 在 L 和像AB 之间插入一个待测焦距为 f 的凹透镜 L2 ，并适当调整L2 的位置，
2．测量凸透镜的焦距并计算测量误差
（1）物距、像距法测凸透镜焦距
物屏位置： 测量 次数 1 2 3 4 5 透镜 位置 cm，光具座刻度误差： 像屏位置 自左向右成清晰像 cm，单位：cm 物距 像距 焦距
自右向左成清晰像
(2) 自准法测凸透镜的焦距(左右迫近法)。
物屏位置A： 测量 次数 cm，光具座刻度误差： 透镜位置B 自左向右成清晰像 的位置B1 自右向左成清晰像 的位置B2 cm，单位：cm 透镜平均位置 B=(B1+B2)/2 物距︱A-B ︱ 焦距f (=物距)
uv uv
，根据符号的正负规定， u 取负值，结果也是负值。
B ( A′)
B″
图. 物距像距法测凹透镜焦距
图. 自准法测凹透镜焦距
2) 自准法 如图1-4所示，将物点A安放在凸透镜 L1 的主光抽上，测出它的成像位置F。 固定凸透镜 L1 ，并在 L1 和像点F之间插入待测的凹透镜和一平面反射镜M，使 L2 与 L1 的光心O1，O2 在同一轴上移动，可使平面镜M反射回去的光线经过 L1 后， 仍成像于点A。此时，从凹透镜射到平面镜上的光将是一束平行光，点F就是 凹透镜L的焦点．则其焦距应为
薄透镜焦距的测定
【实验目的】
(1) 通过基本光学仪器，了解光学实验基本操作规程； (2) 学习简单光学系统的共轴等高调节方法；
(3) 学习不同方法测量透镜焦距并能正确处理数据；
(4) 观察透镜成像，加深对薄透镜成像规律的理解。
【实验原理】
薄透镜在近轴光线(指通过透镜中心部分并与主光轴夹角很小的那一部分 光线)的条件下，薄透镜成像公式为 L B A
(1) 列表写出物距不同时的像距和像的性质、特点(正倒立、大小像、虚实像)。
(2) 试证明用共轭法测焦距时，物与像屏的距离必须大于4。
(3) 在光学实验中，对光学系统各部件为什么要进行同轴等高调节?怎样进行同轴 等高调节？如何判断光学系统各部件已满足同轴等高要求? (4) 什么叫左右逼近法?为什么要用左右逼近法?扼要叙述左右逼近法的进行过程。