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.     

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。     

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。     

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…     

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...     

如何准确测定薄透镜的焦距

光学实验中,薄透镜焦距的测量是最基本的实验,常用的测量方法有:物距与像距法(简称为物像法),透镜二次成像法、自准直法、辅助透镜成像法、准直光管法等.除了自准直法和准直光管法外,无论使用哪种方法,都必须要直接测定像距.虽然从理论上说,物距和像距都可以近似地用从透镜光心算起的距离来代替而不必考虑透镜本身的厚度,因而测出的焦距一般较为准确,但由于视差、景深等因素的影响,使得在实验过程中难以准确地确定像的位置,故而使得实际的测量结果相当不准确.     

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...     

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。     

凹透镜激光法测量焦距的探索

凹透镜焦距测量是大学普通物理重要的实验之一．有的文献提出用激光来进行测量凹透镜焦距，但要求激光必须平行光轴．而在实际操作中，要做到激光平行光轴，是很不容易的．针对这种情况，本人经过反复探索以及参阅了相关文献本文提出了一种新方法，此方法运用相似三角形原理，利用激光模拟凹透镜虚物成实像的光路，将物距一像距法运用到凹透镜焦距的测量中，且不用借助其它光学器件．     

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     

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.     

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…     

自准法测薄透镜焦距实验中的干扰像

自准法测凸凹薄透镜焦距的光路图如下．该方法简单易行，物理图象清晰，不失为薄透镜焦距测量的好方法．原则上，作反光用的平面镜M和待测透镜之间的距离不大影响成像的清晰度，但平面镜过远会因反射成像时对其法线方向要求变严而使成像变暗．因此，一般认为为使成像亮度较高，测凹透镜焦距时，应尽量使平面镜M高物屏P近一些，凸透镜L；高物屏P的距离以凸透镜焦距的2倍为宜．实验表明这种选法可能会在物屏P上出现干扰像，即不是经平面镜M反射的光形成的等大倒立的实像，结果使约15％的学生产生错误测量．即使是自准法测凸透镜焦距，也往…     

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。     

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”     

高斯物像公式法测薄凸透镜焦距中误差的初探

本文就用高斯物像公式法测薄凸透镜焦距中的误差问题作了初步探讨,回答了某些理论与实验不严格符合的疑问,还给出了一种像差影响实验结果的处理方法。一、由理论公式得出的结果在用高斯物像公式法测透镜的焦距时,通常分别在像屏上获得清晰倒立的放大、等大或缩小的实像,用各自相应的物距u和像距v分别算得焦距。而三种情况下焦距的误差△f却各不相同,哪一种情况下的△f更小呢? 由高斯公式1/f=1/u+1/v可得f=uv/(u+v),用最大误差传递公式可得所测量f的误差为     

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。     

测量薄凸透镜光学参量的简便方法

本文从薄凸透镜的反射成象原理出发,定性地解释了为什么物光经透镜后表面反射形成的倒立等大的实象时,其物距、象距都小于透镜焦距;介绍了逆向光路的计算方法.最后,通过薄凸透镜的反射成象原理和逆向光路的计算,推导出测量薄凸透镜的光学参量的简便方法.     

测量薄凸透镜光学参量的简便方法

本从薄凸透镜的反射成象原理出发,定性地解释了为什么物光经透镜后表面反射形成的倒立等大的实象时,其物距、象距都小于透镜焦距;另外介绍了逆向光路的计算方法。最后,通过薄凸透镜的反射成象原理和逆向光路的计算,推导出测量薄凸透镜的光学参量的简便方法。