课程名称应用光学题目名称检测透镜焦距的方式及原理姓名**股检测透镜的方式及原理摘要：透镜是光学仪器中最基本的光学器件，而焦距是透镜的重要热阻之一。本文介绍了三种检测凸透镜和凹透镜焦距的实验方式，分别是自准直法，贝塞尔法，透镜成像公式法。关键词：焦距自准直法透镜成像公式法一：自准直法光线通过坐落目镜焦平面的分划板后，经目镜产生平行光。平行光被垂直于光轴的反射镜反射回去凸透镜成像原理图，再通过目镜后在焦平面上产生分划板标线像与标线重1.1自准直法测凸透镜焦距1.1.1实验器材光学实验平台，光具座，白光源，物屏，待测凸透镜，全反射镜（平面镜）。1.1.2实验原理当物屏处在凸透镜的焦平面时，它发出的光线通过透镜后将成为一束平行光。若用与主光轴垂直的平面镜将此平行光反射回来，反射光再度通过透镜后仍会聚于透镜的焦平面上，其会聚点将在发光点相对于光轴的对称位置上。1.1.3实验步骤（1）如图1-1，沿光具座装好各元件，并调至共轴；（2）将物屏放在白光源前约50毫米处，被测凸透镜和反射镜尽量紧靠，并在物屏前后联通，观察物屏上像的变化情况，晓得物屏上出现清晰，倒置的字像为止；（3）仔细调整反射镜和被测凸透镜，晓得物屏上出现的倒置的字像最清晰，而且与原物屏上的字像等大；（4）这时，物屏与透镜之间的距离既为透镜焦距图1-1自准直法检测凸透镜焦距装置图1.2自准直法测凹透镜焦距1.2.1实验器材光学实验平台，光具座，白光源，物屏A，凸透镜L1，待测凹透镜L2，全反射镜M（平面镜），像屏N。
1.2.2实验步骤及原理凸透镜L1发出的光成像于像屏N，将待测凹透镜L2放在L1N之间，当联通L2并使其光心到屏的宽度等于凹透镜L2的焦距时凸透镜成像原理图，光线经L2后将成为平行光束，这时，若在L2M反射，将在物平面上成一与物A等大倒立的虚像。为此，只要检测L2间的距离(ON)，即是凹透镜L2的焦距。图1-2自准直法检测凹透镜焦距贝塞尔法也叫两次成像法，大意就是通过改变被测透镜的位置来确定透镜的焦距。白光光源被测凸透镜全反射镜全反射镜凸透镜被测凹透镜2.1贝塞尔法测凸透镜焦距2.1.1实验器材光学实验平台，光具座，白光源，物屏，待测凸透镜，像屏。2.1.2实验步骤及原理如图2-1，取物体与像屏之间的距离L小于4倍凸透镜焦距f，即L4f,并保时屏中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，按照透镜成像公式，可得u=从图2-1可以看出：所以只须要检测出物体与像屏之间的距离L,透镜在两次成像时位置之间的距离为C，就可以求出透镜的焦距。图2-1贝塞尔法检测凸透镜焦距2.2贝塞尔法测凹透镜焦距待测凸透镜2.2.1实验器材光学实验平台，光具座，光源（物）P，待测凹透镜L，凸透镜2.2.2实验步骤及原理2.2.2.1二次成像法确定实像的位置如图2-2所示，将光源（物）P，待测焦距的凹透镜L，已知焦距的凸透镜放在光具座上，调节各光学器件，使其共轴等高。
假定物P经过凹透距的凹透镜L和像屏Q的位置不变，联通凸透镜可得l的值，继而可以确定实像P的位置。2.2.2.2凹透镜焦距的估算如图2-2所示，设凹透镜L的距离为s。凹透镜L至实像P的距离为图2-2二次成像法检测原理图所以，只要采用二次成像法检测物经过凹透镜所成实像的位置，即可求得凹透镜的焦距f物经过凹透镜折射后发散，不能产生虚像，因而须要利用已知焦距的凸透镜来辅助检测。三：透镜成像公式法3.1透镜成像公式求凸透镜的焦距3.1.1实验器材光学实验平台，光具座，白光源，物屏，待测凸透镜，死机。3.1.2实验步骤及原理（1）在光学平台上，如实验图3-1所示，沿光具座将白光源，物屏，被测凸透镜，死机依次装好，并调至共轴；（2）反复联通透镜和死机，直至得到在蓝屏上成一清晰虚像为止；（3）记录下此时物屏，被测凸透镜和死机的位置：O，L，P；（4）估算物距：图3-1成像公式法测凸透镜焦距装置图3.2透镜成像公式求凹透镜的焦距3.2.1实验器材光学实验平台，光具座，白光源，物屏，凸透镜，待测凹透镜，死机。3.2.2实验步骤及原理（1）在上一个实验的基础上，在凸透镜和闪屏之间加入被测凹透镜，如图3-2；（2）调整凹透镜和死机的位置，直至得到死机上成一清晰虚像为止；（3）借助透镜成像公式求出凹透镜的焦距。
图3-2成像公式法测凹透镜的焦距装置图由装置图可知，凹透镜的物距可得凹透镜焦距。四：偏差讨论检测同一凸透镜的焦距，用第一种方式（自准直法）检测焦距形成的偏差最白光源位置O电源待测凸透镜死机白光源凸透镜死机电源白光源凸透镜死机被测凹透镜电源位置L位置H大；第二种方法（贝塞尔法）检测形成的偏差最小，偏差最大也不超过第一种方自准直法检测凹透镜焦距的实验方法[J].成都科技,2005,02:42.普通化学实验(三、光学部份)第三版[M].上海:高等教育出版社，2000:3944.[3]刘竹琴.借助二次成像法测定凹透镜的焦距[J].汉中学院学报(自然科学版),2013,03:28-29+32.检测凸透镜焦距三种方式的偏差比较[J].小学数学教学参考,2000,09:33-34.