手机版
您的当前位置: 小草阅读网 > 心情日记 > [一种简单直观测量透镜焦距的方法] 薄透镜焦距的测量实验报告

[一种简单直观测量透镜焦距的方法] 薄透镜焦距的测量实验报告

  [摘要]文章根据平行光入射到凸透镜上时,若像距等于一倍焦距、则光汇聚到一点且光强度最大利用灯光或自然光为光源测量凸透镜焦距的新方法。该方法操作简单,试验误差为0.28%,但是用传统的二次成像法测量凸透镜焦距,测量误差为2.4%,相比之下,文中提出的测量方法准确度高,不受环境的影响是一种测量凸透镜焦距的可行方法。
  [关键词]凸透镜 测量 焦距
  一、引言
  测量凸透镜焦距是普通物理实验中的一个基本实验。它是通过用一字屏经过凸透镜成像的方式来测量焦距,常用的方法有二次成像法、自准直法,而且不能使用自然光做光源。在实验时,需要利用像的清晰程度来判断,由于像的清晰程度不易确定,从而使测量结果偏差较大。实验证明,该方法无需判别像的清晰程度、且可以利用自然光作为光源,利用放大电路在示波器上显示放大后的信号,再直接从光具座上读数即可,测量结果较准。
  二、实验原理
  平行光入射时,若像距等于一倍焦距则光斑最亮(即光强度最大),则引起光明电阻的变化也就最大。现将光源和有小孔孔的光屏、组装有光敏电阻的光屏、透镜固定在光具座上(透镜在20.00cm处);在调整让他们处于一水平位置。接通电源后打开电源和示波器,在光具座上左右调整带有光敏电阻的光屏,在示波器上观察变化的极值从而在光具座上读出光屏的位置并记录(反复操作以减小误差)。图一为实验原理图。OO1为主光轴A为入射光源,F为焦点即OF为透镜的焦距。
  三、实验装置
  如图二放置实验装置,为方便读数把凸透镜固定在光具座上一个整数位置。像屏1 和像屏2 分别放置在凸透镜两边。
  四、实验步骤
  1.将实验装置按照图二放置好后,将凸透镜固定在20.00cm处;打开电源进行测定。
  2.利用示波器的显示,确定屏2的位置,重复测量多次。
  3.数据采集及处理
  本次测量透镜的标准值为f0=28.00cm 的凸透镜。凸透镜固定在光具座上20.00cm 处,实验数据如表1 所示。
  相对误差:
  五、与二次成像法测量凸透镜焦距的比较
  图3 是二次成像法测量凸透镜焦距的光路图,测量的是标准值为f0=28.00cm 的凸透镜,物屏和像屏分别固定在0.00cm 和120.00cm处,在光具座上前后移动凸透镜,可以在像屏上得到一个清晰放大的像或一个清晰缩小的像,分别测出两次成像的物距S1、S2,Li=|S2-S1|,有公式f ′=(A2-L2)/4A算出凸透镜的焦距,实验数据如表2所示
  相对误差:
  在实验的操作上我们发现,这种方法比二次成像法简单不受光源的限制;也不用去观察像的清晰程度,而直接通过示波器来直观的表示。而且我们得到的E1 小于E2 也就说明了这种方法的准确性很高。
  结论:
  该实验与二次成像法相比E1比E2很多,且操作简单可利用太阳光作为光源;说明本文说介绍的这种测定透镜的焦距的方法是一种简单、直观、准确的方法。
  [参考文献]
  [1]曾仲宁,王秀力.大学物理实验[M].2版.北京:中国铁道出版社,2006:150.
  [2]黄金华,刘凤智,赵杰.大学物理实验[M].北京:化学工业出版社,2008:142-143.
  [3]杨燕玲.用作图法解析凸透镜成像规律[J].中学理科:初中,2008(8):20.
  [4]袁荣友.用光具座测凹透镜焦距[J].物理教学探讨:2006.24(259)
  [5]刘炳升主编. 初中物理教师实验技能训练[M].北京:高等教育出版社,1989.3.
  (作者单位:楚雄师范学院 云南楚雄)

小草阅读网 https://www.xiaocaoo.com

Copyright © 2002-2018 . 小草阅读网 版权所有

Top