实验三 由物距－像距法测凹透镜焦距
一、实验目的
1.学会由物距－像距法测凹透镜焦距的方法
2.掌握简单光路的分析和光学元件等高共轴调节的方法 3.熟悉光学实验的操作规则
4.验证透镜成像公式，并从感性上了解透镜成像公式的近似性 二、实验原理
由于凹透镜是发散透镜，对实物成虚像，所以直接测量凹透镜的物距、像距，难以两全。为了测量凹透镜的焦距，我们只能借助与凸透镜成一个倒立的实像作为凹透镜的虚物，虚物的位置可以测出。凹透镜能对虚物成实像，实像的位置可以测出，使能得到能用像屏接收的实像。其测量原理如下光路图3-1所示。
L1 L2 实物ABB经凸透镜L1成像于A′B′。在L1和A′B′之间插O2 A′ A″ A O1 L2而言，入待测凹透镜L2，就凹透镜虚物A′BB′又成像于A″B″。′ 实验中，调整L2及像屏至合适的位置，就可找到透镜组所成的实B″ u v 像A″B″。因此可把O2A′看为凹透镜的物距u，O2A″看为凹透图3-1 测量凹透镜焦距
镜的像距v，则由成像公式可得： ???（3-1） f?（3-2）
由于u < v，求出的凹透镜L2的焦距f 为负值。
u?v u?v1u1v1 f三、主要仪器及耗材
1：白光源S 7：像屏（SZ－13）
2：物屏(SZ－14) 8：普通底座（SZ－04）
3：凸透镜(f?70mm，加光阑) 9：升降调节座（SZ－03）
4：透镜架（SZ－08） 10：升降调节座（SZ－03）
5：凹透镜 11：普通底座（SZ－04）
6：透镜架(SZ－08) 12：普通底座（SZ－04）
四、实验内容和步骤（设计性项目可无此项目）
图3－2
u1
f1
A B
v1
F凸
B′
F凹B〝
A〝
A′
L1
L2
v2
f2 u2
图3－3
1、使被面光源照亮的物屏P1通过凸透镜L1在像屏P2上成清晰像时，P1与P2的距离稍大于凸透镜焦距的4倍。记下L1和P2在导轨上的位置读数。
2、在凸透镜和像屏之间加入待测的薄凹透镜L2，调同轴，向稍远处移动像
屏，直至屏上又出现清晰的像。记下L2和像屏P2′的位置读数。
3、以L2P2′距离为物距?u，以L2P2距离为像距v?，将数值代入式
1/u?1/v?1/f，计算被测透镜的焦距。
五、数据处理与分析
1、分析实验结果，讨论误差形成原因； 2、自拟表格记录实验数据。 六、实验注意事项
1、凹透镜支座需采用二维可调节支座，以便于左右调节，保证其透镜中心在物与凸透镜确定的光轴上。
2、光学元件应轻拿轻放，要避免震动和磕碰，以防破损.
3、为了区别凸透镜和凹透镜，可以持镜看书，将字放大者为凸透镜，缩小者为凹透镜.决不准用手触摸光学元件的光学面（如透镜的镜面），只能接触非光学面（如毛玻璃面）.也不准对着光学元件说话、咳嗽、打喷嚏，以防污损.
4、光学表面附有灰尘、污物时，不要自行处理（不能用手或布甚至用纸去擦）.应向教师说明，在教师的指导下进行处理. 七、思考题
1．实验中，用什么测量方法确定清晰像的位置？
f'f??1's2.透镜成像公式s成立的条件是什么? 为什么要调节光学系统共
轴?
3．实验测试前，如何调整“共轴等高”？
由物距像距法测凹透镜焦距
