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薄透镜焦距的测定

薄透镜焦距的测定

透镜焦距的测定可以通过以下几种方法进行:

1. 物距像距法 :

光源放置在透镜一侧,调整光源位置使光线尽可能平行。

在光源另一侧放置光屏,移动光屏直到在光屏上观察到清晰的实像。

测量透镜到光屏的距离(像距v)和透镜到物体的距离(物距u)。

应用公式 \\( \\frac{1}{f} = \\frac{1}{v} - \\frac{1}{u} \\) 计算焦距f。

2. 自准法 :

在透镜一侧放置一个被光源照明的物体(如狭缝或点光源)。

在透镜另一侧放置一个平面反射镜,移动透镜或物体,直到物体发出的光线通过透镜后反射回平面镜,并在物体处形成平行光线。

测量物体到透镜的距离,即为焦距。

3. 位移法(共轭法) :

将光源、透镜和像屏固定在间距大于4f的位置。

移动透镜,使像屏上两次获得清晰的像。

测量两次成像之间的距离,利用公式计算焦距。

4. 利用太阳光或远光源 :

将凸透镜对准太阳光或远光源,在背后放置光屏,调整光屏位置直到得到一个最亮、最小的光斑。

测量光斑到透镜的距离,即为焦距。

5. 高斯公式 :

对于凹透镜,可以利用高斯公式 \\( \\frac{1}{f} = \\frac{n-1}{R1} - \\frac{1}{R2} \\) 计算焦距,其中n为透镜的折射率,R1和R2为透镜的曲率半径。

以上方法中,物距像距法是最常用且精确的方法,适用于教学实验和一般的光学测量。需要注意的是,测量时各物理量应从透镜的光心开始量起,且物距和像距的正负由成像的虚实决定。凸透镜的焦距通常取正值,凹透镜的焦距取负值

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