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...     

“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。     

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.     

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…     

物象互换法测凸透镜焦距的误差分析

物象互换法(又称共轭法或位移法)测凸透镜焦距是普物实验中测透镜焦距的主要方法之一。本文对此法的误差作了分析,以求得到合理的、能与其它方法进行比较的实验结果。     

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。     

一种测薄透镜光学参量的简便方法（续）

此法适用于图1所示的等凸、等凹、平凸和平凹透镜光学参量的测量．关于等凸、等凹透镜的测量方法，在本刊曾介绍过[1]，本文则给出平凸、平凹透镜光学参量的测量方法．图1四种形状的透镜一、实验装置与测量方法如图2所示，在光具座上依次放上小灯、毛玻璃、有箭头孔的物屏和待测透镜．图2测量装置简图共轴调节后，使待测透镜贴近物屏，然后逐渐远离物屏，直到在物屏上看到清晰的，与物孔等高倒立之实像为止，设此时透镜与物屏间距离为s．在本文中，s是个重要的量，由它可方便地求出透镜各光学参量．下面给出用s表述的透镜焦距f、透镜玻璃折…     

一种测薄透镜光学参量的简便方法

此法适用于透镜两球面曲率半径相等的等凸、等凹透镜的测量．一、实验装置与测量方法如图1所示，在光具座上依次放上小灯、毛玻璃、有箭头孔的物屏和待测透镜．图1测量装置简图共轴调节后，使待测透镜贴近物屏，然后逐渐远离物屏，直到在物屏上看到清晰的、与物等高倒立的实像为止，设此时透镜与物屏间距离为S．在本文中，S是个重要的量，由它可以方便地求出透镜的各光学参量．下面给出用S表述的透镜焦距人折射率n。、两球面半径r．因两球面半径相等，故均用r代之；在本文第3节中将证明，当待测透镜为等四透镜，其当符测透镜为等凸透镜，…     

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．     

L＞4f′的简单证明

固定物、像屏法(或二次成像法)测量凸透镜焦距的前提是物、像屏之距L必须大于四倍的待测透镜的焦距。但是为什么?学生往往说不清楚。笔者从高斯物像公式出发,证明了在二次成像法中为什么必须要求L>4f′。具体证明如下: 由高斯物象公式可知     

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。     

双凸厚透镜曲率半径和折射率的测定

运用球面成像原理,应用物像同屏和物像异屏方法,采用透镜折反折和折折成像,测定双凸厚透镜的曲率半径和折射率,并利用焦距公式计算得双凸厚透镜的焦距.该实验测定方法,体现了透镜成像的过程,得到了双凸厚透镜曲率半径和折射率的计算公式,拓展了透镜光学参量测定的方法和途径.     

观察布朗运动的一种新方法

本文叙述了一种观察布朗运动的新方法，所用设备安装简便容易，现象明显，可以容许多人同时观察．我们在教学中进行试用，教学＆sfBK．布朗运动的实验方框图实验设备安装如图所示，图中O为光源（0·1—0·3mw激光器）；L为透镜（短焦距，用于扩束）；C为容器（玻璃槽或塑料瓶，用于盛液体和悬浮微粒）；P为光屏（观察屏，教室白粉墙）．实验时，首先调整激光光束，使之通过透镜、容器达到观察屏上．如果容器截面为长方形的，应将激光进行扩束，如果容器的截面为圆形的（如烧杯或圆底瓶），不用扩束透镜实验效果也较好．所用悬浮微粒有：…     

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.     

根据He－Ne激光束的束腰变换测薄透镜的焦距

根据Ｈｅ－Ｎｅ激光束的束腰变换测薄透镜的焦距陈智浩，余建斌，马上海（福建师范大学物理系，福州３５０００７）在学生实验中，有多种方法可测透镜的焦距．本文设计的新实验，是根据Ｈｅ－Ｎｅ激光束的束腰变换来测量薄透镜的焦距．通过该实验，可以加强对激光束经透镜...     

激光远场焦斑测试技术的实验研究

 实验研究了激光远场焦斑能量分布测试的三种方法（长焦距透镜法、列阵相机法、Rattle Pair法），对三种测试方法得到的实验数据进行了比对，系统地分析了每种方法的优缺点。结果表明,采用长焦距透镜与一对微楔角劈板组合测试激光远场焦斑的方法更具优势，可减少测试系统引入的像差，并使图像处理过程得到简化。     

薄凹透镜焦距的测量方法

1989年全国第6届中学生物理竞赛决赛中,光学实验题目的部分内容是请考生采用二种较为精确的方法测量一薄凹透镜的焦距。提供的实验器具是:光源、物、薄凸透镜一块、平面镜、接收屏、米尺、参照物和光具座。由于一些考生不了解成像的条件,虽然提出了实验方法却找不到像,因而达不到测量焦距的目的。本文提出四种方法,九种测量光路,并分析各种光路成像的条件。一、成像法利用透镜成像的方法来测量透镜的焦距,包括一次成像和二次成像。测量薄凹透镜的一次成像法有两种光路,一种是将薄凸     

焦距法测试自聚焦透镜折射率分布常数

本文介绍了一种测量自聚焦透镜折射率分布常数的方法─—焦距法，并进行了原理公式推导，和精度分析，其测量不确定度为±１×１０￣（－３）；其次，简要地介绍了实验方法。实验结果证明了焦距法是测量自聚焦透镜折射率分布常数的简单实用的方法，它具有装置简单、数据处理也不复杂的特点，是一种非破坏性的测试方法。     

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.