A. 测凸透镜焦距的方法
一,平行光线聚焦法:
让太阳光正对着射向凸透镜,在另一侧用白屏远近来回移动,观察到白屏上出现最小最亮的光斑时,用刻度尺测量这个光斑与凸透镜光心的距离,就是凸透镜的焦距。
二,无穷远处成像法:
桌面上展开纸面,再用凸透镜正对着纸面上下来回移动,同时注意通过凸透镜观察纸面上的字。在既看不到正立的字也看不到倒立的字时,用刻度尺测量纸面与凸透镜光心的距离,就是凸透镜的焦距。
B. 怎样测得凸透镜的焦距
测定焦距的方法有很多,下面举出较为准确的在普通物理学实验室里面比较常用的方法。
1、平行光聚焦法
一般,要利用非常好的平行光进行该实验。最常用的是阳光,将阳光聚焦到一点的距离即为焦距。但是阳光要垂直射入,需要反射镜系统进行调节
2、物距像距法
利用光具座和一个较好的光源和光屏,测得物距像距,其倒数和的倒数就是焦距。
3、利用大于10倍焦距的物距直接测量。
用透镜给很远很远的物体,一般是大于10倍焦距成像,直接测像距作为焦距。误差大小和这个远距离倍率有关,近似为这个倍率的倒数,比如十倍对应误差为十分之一。
4、自准直法
这是很多仪器用来准直的方法,可以用来较为精确地测量焦距。大学光学实验室里很多仪器都带有这样的结构。在一个管子里,依次放置着平面镜,凸透镜和小光屏。实验在暗室中操作,小光屏上有一个小洞,后面放着光源。反复调解平面镜的角度、平面镜和透镜的距离、透镜和光源的距离,可以在光屏上得到它上面那个小孔光源所成的清晰的像,最后将这个像与小孔重合,此时,小孔到透镜的距离为焦距,透镜和平面镜之间是平行光,透镜中心光轴垂直于平面镜,并且恰好过小孔,光轴和平行光平行
C. 测量凸透镜焦距有几种方法
常见的有4种方法:
1、会聚法
让光聚座支成与太阳平行,将光屏、凸透镜依次放在光聚座上,并且固定光屏(或凸透镜),移动凸透镜(或光屏),直到光屏上的光斑最小最亮为止,亮点到凸透镜的距离即为焦距。
2、观察虚象法
在光聚座上依次放上光屏、凸透镜,将一较大的字帖在光屏上,头国凸透镜看光屏上的字,当出现该字正立放大的虚象后,逐渐加大凸透镜与光屏的距离,直到该字的虚象正好消失为止,光屏到凸透镜的距离即为焦距。
3、物象等大法
在光聚座上依次放上光屏、凸透镜、燃烧的蜡烛,保持凸透镜不动,同时移动点燃的蜡烛和光屏,直到光屏上出现倒立的与烛焰等大小的像为止,则物距或像距的一半即焦距。
4、一次成像法
在光聚座上依次放上光屏、凸透镜、燃烧的蜡烛,移动蜡烛和光屏,直到光屏上出现清晰的倒立的放大的(或缩小的)像为止,测出物距U和像距V,代入公式1/f=1/U+1/V,即可算出焦距。
平行光入射时从透镜光心到光聚集之焦点的距离。具有短焦距的光学系统比长焦距的光学系统有更佳聚集光的能力。简单的说焦距是焦点到面镜的中心点之间的距离。照相机中 焦距f<像距<2f 才能成像。
(3)其他方法测量凸透镜的焦距扩展阅读:
在空气中的薄透镜,焦距是由透镜的中心至主焦点的距离。对一个汇聚透镜(例如一个凸透镜),焦距是正值,而一束平行光将会聚集在一个点上。对一个发散透镜(例如一个凹透镜),焦距是负值,而一束平行光在通过透镜之后将会扩散开。
焦距以最常见的标示习惯,如果第一个表面的透镜是凸透镜,R1的数值是正值,如果是凹透镜则是负值;如果第二个表面是凹透镜,R2的数值是正值,如果是凸透镜则是负值。要注意的是,即使如此,不同的作者仍可能会有不同的标示习惯。
对一个球形曲率的镜子,焦距等于镜子的曲率半径的一半。凸面镜的焦距是正值,凹面镜的焦距是负值。
凸透镜和凹透镜都没有一定的焦点,只有平行于主光轴的且到主光轴距离相等的光线才会完全在主光轴上相交。、之所以看到许多经过凸透镜的平行于主光轴但到主光轴距离不相等的光线有一个“焦点”是因为该凸透镜镜面的曲率半径较大,光线偏折程度的差异不明显。
D. 测量凸透镜焦距的方法
(l)用平面镜辅助法测焦距
实验装置的示意图如图2.5-2所示。将平面镜固定在光具座上。把平行光源透镜取下来,换上一个灯罩,罩上有一个边长约4毫米的三角形小孔。使平行光源到平面镜的距离略大于被测透镜的焦距。接通电源,调节被测双凸透镜的位置和高度,直到从平面镜反射回来的光仍然照在小孔的位置并成一个清晰的三角形像。并使像的一个边与小孔的一个边重合,像与小孔构成菱形。这时透镜到小孔的距离即是透镜的焦距。
(2)用物距和像距求焦距
卸下平行光源的凸透镜,装上“1”字屏。把凸透镜固定在光具座中间,将光源置于导轨的左端,然后把毛玻璃屏自远而近移动,直到在毛玻璃屏上出现清晰的“1”字像为止。虽然“1”字屏到透镜的距离u及透镜到毛玻璃屏的距离v。即可用公式出焦距f。
(3)用两次成像法测焦距
装置与“用物距和像距求焦距”相同。先将“1”字屏和毛玻璃屏固定在光具座上,使二者间的距离L大于4倍焦距。把凸透镜放在二者之间并从“1”字屏慢慢向毛玻璃屏移动。当毛玻璃屏上出现清晰的“1”字像时,记下透镜所在的位置。继续移动凸透镜,毛玻璃屏上再出现清晰的像时,再记下透镜的所在位置。设两个位置距离为此d,“1”字屏与毛玻璃房间距离为L,即可用公式求出透镜的焦距。
E. 两种测量凸透镜焦距的方法
一、找焦点法
在阳光下,让太阳光垂直穿过凸透镜照射在光屏(或地面)上,调节凸透镜与光屏之间的距离,可以在光屏上得到一个最小最明亮的点,即焦点。用刻度尺测出焦点到凸透镜中心的距离,就是这个凸透镜的焦距。
若没有阳光,可以用手电筒射出的光来代替。
二、成像法
把尽量远的某一较明亮的物体作光源,让这样的“光源”发出的光通过凸透镜照射在光屏上,调节凸透镜到光屏之间的距离,可以在光屏上得到“光源”最清晰的像。用刻度尺测出像到凸透镜中心之间的距离,就是这个凸透镜的焦点。(当物距比像距大得多时,这个结果是相当理想的)
三、放大镜法
用凸透镜作为放大镜来观察一篇课文,让凸透镜从纸面起逐渐离开纸面(镜面与纸面始终平行),人首先观察到正立的字体由小变大,然后看不到任何东西,最后又观察到倒立的字体由大变小。当眼睛透过凸透镜观察不到任何东西时,说明纸面正处于凸透镜的焦点位置。用刻度尺测出这时纸面到凸透镜中心之间的距离,就是这个凸透镜的焦距。