基于平行光管法的薄凸透镜焦距测量

薄凸透镜是光学仪器中最重要、最基本的元件,在天文、军事、医学等众多领域发挥着重要作用。焦距是薄透镜、反射镜等光学系统最重要的特性参量,因而准确测量薄透镜的焦距则显得尤为重要。实验室测量薄凸透镜焦距的方法有物距像距法、自准直法、光电法、平行光管法等。由于采用前3种方法测量透镜焦距的精度偏低,针对该问题,提出利用平行光管法测量薄凸透镜的焦距,并对实验误差作简单分析。实验结果表明,该方法可以高精度地测量薄凸透镜焦距,相对误差仅为0.138%。因此,采用平行光管法的薄凸透镜焦距测量方法是有效可行的。     

薄透镜厚度引起焦距测量误差的探究

从理想光具组的焦距公式出发,理论上分析了薄透镜厚度引起焦距测量的误差。采用物距像距法测定焦距,并与二次成像法测得的焦距比较,得出实验结论：采用物距像距法测量焦距,因薄透镜厚度引起的误差大小等于物距像距法测得的焦距与二次成像法测得的焦距之差;由于薄透镜的厚度越厚,折射越靠近光心,所测得的焦距值会偏小,因此对厚度引起的系统误差进行修正,得到修正后的焦距为fm＋Δf。     

透镜倾斜对焦距测量误差的影响

在测量透镜焦距的实验中,透镜倾斜是导致焦距测量误差的因素之一.由于透镜的倾斜导致测得的物距和像距不是真实的物距和像距,然后代入成像公式计算出的焦距值,必然严重偏离透镜的实际焦距值.文中推导出了透镜的焦距测量误差与物距及透镜的倾斜角二者之间的函数关系式,从理论上分析了焦距测量误差随物距和倾斜角的变化规律.结果表明:大物距情形比小物距情形的焦距测量误差要小,并且得到了实验验证.     

薄透镜的焦距测量及测量结果评价

测量薄透镜焦距的方法很多,本文通过其中常用的两种,即物距像距法和二次成像法(又称贝塞尔法),测凸透镜焦距的实际测量及误差计算,来评价该实验结果的好坏。一、物距像距法测量凸透镜焦距 1.由凸透镜公式(图1)式中u为物距(AB),v     

薄透镜焦距测量中的误差及处理

薄透镜焦距测量中的误差及处理朱林彦，杨周琴（太原工业大学０３００２４）测量薄透镜焦距常用的方法有三种，即自准直方法，物距像距法和共轭法（二次成像法）．由于成像关系上的一些近似和仪器的原因，这三种方法的测量误差都较大．尽管测量数据比较集中，但三种方法测...     

几何光学实验中一现象的理论分析和验证

1引言 在用物距像距法测量凸透镜的焦距实验中,从理论上讲在不同的物距范围内,下述两种调节方法均易从像屏上得到清晰像:(1)物和透镜固定(令物距大于焦距),调节像屏成像;(2)物和像屏固定(令二者间距满足成实像的条件),调节透镜成像.     

对测焦距位移法的一点异议

在几何光学实验中常用物距像距法(简称“u,v法”)和“位移法”测量会聚透镜的焦距,依据的公式分别为f=uv/(u+v)和f=(A~2-l~2)/4A,其中u、v分别为物距和像距,A为物屏与像屏的距离,l为透镜先后两次成像的位移距离,目前国内使用的许多实验教材都定性指出,“位移法”     

焦深在焦距测量实验中的应用

焦深是指在保持影像较为清晰的前提下,焦平面沿着镜头光轴所允许移动的距离范围．在薄透镜的焦距测量实验中,必须严格测定物距和像距才能得到精确的焦距．本文对焦深随焦距的变化趋势从理论上进行了研究并且得到了实验的验证,然后利用这种变化趋势有针对性地调节透镜或者像屏来精确测量像距,以此提高焦距的测量精度．     

透镜成像规律的图象表示法

透镜成像规律可以从实验中得出,也可以根据成像公式来讨论对焦距f一定的透镜,得出像距v和物距u的函数关系,虽然我们在解决透镜成像的实际问题时,往往要用到这些结论.然而这些结论很易记混.如果我们用图象法表示透镜成像规律便一目了解,避免了记忆错位,可以较轻松地解决透镜成像在实际生活中的应用问题.     

透镜成像的图象分析方法

关于透镜成像问题 ,中专教材共提供了两种方法 ,即作图法及公式法 ,作图法即是采用发自于物体的三条特殊光线通过透镜汇交成像的方法 ,严格按比例绘图而成 ;公式法就是1u 1v=1f,通过这个公式来研究物距 u,像距 v与焦距 f的关系 .我在教学中还采用了一种图象分析方法 ,这种方法可以提示学生解决物理问题如何充分利用数学工具 ,不拘一格 ,寻求反映物理规律的最佳途径 .现介绍如下 :1　图象若凸透镜焦距为 f,物距为 u,像距为 v,可建立直角坐标系 uov,横轴为物距 u,纵轴为像距为 v,在 ou及 ov轴上 ,以焦距 f为边长作正方形 of Pf并过 P点任作一…     

物距—像距法测凹透镜焦距时中间像的选择

物距一像距法测量凹透镜焦距的光路如图1所示.图1图中物P经凸透镜L；成像于P'（中间像），在L1和P之间放置待测凹透镜L2，P即为L2的虚物.对L2而言，虚物P'又成像于P".如u、V、f分别代表物距、像距和待测凹透镜焦距的绝对值，则有笔者认为，采用此法测凹透镜焦距不易测准，原因是中间像P'的位置和大小直接关系测量结果的准确程度二究竟选择什么样的中间像P'作为虚物才较为合适？可先对下表中的实验数据进行分析讨论.（l）选择较大的中间像P'作为虚物反复实验表明，选择较大的中间像P'作为L。的虚物不恰当.因为此时的P'和P"的准确位置…     

凸透镜焦距测量方法概述

凸透镜焦距测量方法概述①朱基珍（广西工学院柳州５３００００）在几何光学实验中常用自准法、物距像距法（简称“ｕ、ｖ法”）和二次成像法等三种方法测量凸透镜的焦距。哪种方法较好，众说纷纭。三种方法各有特点，列表比较如下。自准法、“ｕ、ｖ法”、二次成像法比较...     

物距像距法在凹透镜焦距测量中的成像原理与数据分析

针对物距像距法测量凹透镜焦距的实验现象进行了理论分析,加深了对成像规律的理解,并提出了减小视觉实验误差的方法:凹透镜尽量靠近虚物,减小清晰成像的范围。本文对凹透镜测焦距的实验有一定的指导意义。     

利用共轭法测凹透镜的焦距实验探究

介绍了利用共轭法测量在修正光心指示偏差后的凹透镜焦距实验。通过共轭法测量已知焦距的凸透镜的物像间距,从而确定凹透镜所成虚像的位置。考虑到凹透镜光心与透镜支架底座刻度线不重合而导致实验误差,故消除光心指示偏差得到真实物距、像距,再由高斯公式即可计算出凹透镜的焦距。     

自准直法测凸透镜焦距易发生的错误

自准直法测凸透镜焦距是一种常用的比较简单的实验方法,但往往由于观测的不是凸透镜焦平面上形成的象而造成错误,本文就此问题作如下分析。自准直法测凸透镜焦距原理:如图1,当物体尸处在凸透镜的焦平面上时,由P发出的光线通过透镜L折射后成平行光,如果在透镜后面放一个与透镜光轴垂直的平面反射镜M,此平行光经M反射后再次通过透镜,仍会聚于透镜光轴的对称位置上。也就是说,象相对于物为大小相等的倒立实象,物距、象距均等于该透镜的焦距。     

物距—像距法测凹透镜焦距的研究

本文对物距—像距法测凹透镜焦距的系统误差、实验“仪器”误差和标准偏差进行了相应的比较和分析，由此指出了实验测量过程中应注意的一些问题。     

“透镜焦距测量”实验中物屏的改进

针对透镜焦距测量实验中由焦深引起的测量误差,改进了透镜焦距测量实验中的物屏。用此屏测量薄凸透镜的焦距可改善成像焦深现象,同时减小实验所得焦距的离散性。     

平凸透镜焦距的测量与研究

测量平凸透镜的焦距, 除了用成像法以外, 还可用焦距公式法, 即利用勾股定理、 光的折射等方法测量 平凸透镜曲率半径、 折射率, 然后由厚透镜的焦距测量公式计算得到透镜焦距. 通过将成像法与公式法得到的结果 进行分析和比较可知, 厚透镜焦距测量的起始点并非透镜中央或边缘, 需要加以计算求出主点; 用成像法进行测量 准确度较高; 此实验作为拓展课程实验内容, 可以举一反三, 有助于培养学生的综合设计实验和科学研究能力     

光心指示偏差与焦距测量误差关系的研究

实验中用来测量透镜焦距的光学仪器,由于透镜在加工、安装等方面精度的限制,其光心的准确位置无法确定,即透镜光心在光具座轨道标尺上的实际位置与指针所指示的位置之间存在一定的偏差.这种偏差一般较小,实验中常被人们忽视.但若物距的大小选择的不适当时,常给焦距测量结果产生较大的影响.该系统偏差对焦距测量结果的影响趋势如何呢?笔者做了理论分析和实验验证.     

基于 MAT LA B的凸透镜成像规律的仿真

基于 MAT LA BGU I平台对凸透镜成像的规律及动态变化进行计算机仿真, 得到不同物距下凸透镜的 成像图像, 动态地呈现出像距与物距和焦距之间的变化关系. 仿真为中学凸透镜成像规律教学提供了直观的教学辅 助手段