注意事项
• 光学元件要轻拿轻放，避免损坏。 • 各光学元件的表面要求清洁干燥，使
用时不允许直接接触光学表面
大学物理实验
透 镜焦 距的 测量 与计算机仿真实验
海南大学公共实验中心
注意事项 实验简介 实验目的 仪器介绍
实验原理 实验内容与步骤 思考一大分支，它仅限于研究几何尺寸远 远大于所用光波波长的对象，可借助几何学得出近似的结果。 本实验就是利用这个原理，对一些透镜的参数进行测量。透 镜是使用最广泛的一种光学元件，眼球也是一种透镜，人们 正是通过这一对透镜来观察周围世界。透镜及各种透镜组合 可形成放大的或缩小的实像及虚像。人类就是利用透镜及其 组合观察到遥远宇宙中星体的运行情况以及肉眼看不见的微 观世界。描述透镜特性的一个重要参数是焦距。由于使用目 的和条件的不同，需要选择不同焦距的透镜或透镜组，因此 必须理解透镜的成像规律，掌握光路调整技术以及透镜焦距 的测量方法。各种光学仪器， 例如望远镜、显微镜、照相 机等都是由透镜或透镜组等主要元件所组成的。
uB
1 仪 3
Δ仪 = 1mm
u
u
2 A

u
2 B
U 2u
f f U f (单位）
B
O2
A′
A″
A
O1 B′
p
B″
p'
f pp' p p'
实验内容与步骤
1 调节光学系统同轴等高
A.所有光学元件的主光轴重合 B.公共的光轴与光具座的导轨平行
主光轴
光源 物屏 透镜
像屏
调节方法：大像追小像，逐次逼近。
使小像、大像中心重合。
读数方法：左右逼近法
2 选取合适的物屏距离观察凸透镜的成像规律
作自行总结好些，否则实验报告上的步骤千篇一律难分高下。本学期抄报告现象很严重！）
表2 物距像距法测凸透镜焦距
单位：mm
次数 物屏
透镜位置O
位置X1 左逼近 右逼近 平均值
1 2 3 4 5 6 7 备注
像屏位 置Y1
物距p
像距p´ 焦距f
注意：每次测量应改变像屏所在位置。
3 用两不同种方法测量凸透镜焦距（步骤）
表3 共轭法测凸透镜焦距
次数
成大像透镜位置O1 左逼近 右逼近 平均值
单位：mm 成小像透镜位置O2 左逼近 右逼近 平均值
1
2
3
4
5
6
7
备注
物屏位置X2=
像屏位置Y2=
注意：L > 4 f ，固定物屏与像屏的位置。
4 用计算机仿真实验手段测量凹透镜焦距
表4 辅助成像法测凹透镜焦距数据记录 单位：mm 要求：详
实验目的
➢加深理解薄透镜的成像规律 ➢学会光学元件的共轴调节技术 ➢掌握多种测量薄透镜焦距的方法并能正确的进
行数据处理 : 物距像距法 共轭法 利用辅助透镜成像法测凹透镜焦距(仿真实验）
实验仪器
光具座，凸透镜、凹透镜，小灯，狭缝，像屏 微机。
实验原理
1 物距像距法
11 1 p' p f
物屏P
表1 凸透镜成像规律记录表（透镜焦距f=75.00mm）
序 号
物距范围
1 物距远大于2倍 焦距
2 物距等于2倍焦 距
3 物距小于2倍焦 距大于1倍焦距
4 物距小于1倍焦 距
透镜成像规律
（像的虚、实，正立、倒立，像距范围）
3 用两不同种方法测量凸透镜焦距（步骤）
（是否有必要以文字方式在此给出具体步骤，由您决定。我觉得口头讲解后由学生结合实际操
f pp ' p p'
凸透镜L
凸透镜 1 1 1 uv f
凹透镜 1 1 1 uv f
像屏N
f
p
ṕ
规定：以透镜光心为参考点，向左为负，向右为正。
2 共轭法
f L2 d 2 4L
Ⅰ
Ⅱ
d
p1
p1'
p2
p2'
L
L不变，而且 L>4f
3 辅助透镜成像法测凹透镜焦距
L1
L2
课后思考
1．为何在测凹透镜焦距时，先使凸透镜成一缩小的实像？当放 上凹透镜后，这个像位于凹透镜的焦点之外还是之内？为什 么？
2．在“共轭法”测量中，为什么要求 L 略大于4f ，等于或小
于行不行？请给予解释。
数据处理要求
uA Sx
1 n
sxi


xi x 2
nn 1
次数
1
2 3 4 56
细记录仿
物位置L
凸透镜位置L0
17.75 49.50
真实验操 作步骤。
虚物位置L1
78.00
注意：每次
凹透镜位置L2 70.75
测量不改变 凸透镜位置,
实像位置L3 焦距f
96.25
只改变凹透 镜和像屏所 在位置。
凸:u=31.75,v=28.50,f=15.02 凹:f=-10.13