测量凹透镜焦距的八种方法

图一3.根据虚物成像的原理，则由：1/f=1/(O2p)-1/(O2p)测出 O2P测量凹透镜焦距的八种方法忻州一中 李彩平“实验可以推翻理论，而理论永远无法推翻实验”。这是诺贝尔 奖得主丁肇中博士说过的一句话，由此可以看出实验在物理学中的地 位。下面所设计的测凹透镜焦距的几种方法，虽然有的方法精度不是 很高，不能用作精确测量，但这些实验对于开拓思维，增长见识有一 定的意义。、凹透镜辅助二次成像法：1. 将一点光源P放在凹透镜主光轴上，调节光源与凹透镜的距离,使物点P成一实像P。2.将凹透镜放在O1与P之间，调节凹透镜位置，使的 像移到 P”。图二和O2P”则可得凹透镜的焦距f （f0）（虚物成像：物体经一个透镜成实像，出射光线在到达像点 前被第二个透镜折射，则第一次 的像在第二次成像中可以看成虚 物，虚物的焦距为负数。）二、平面镜辅助法（自准法）1. 将点光源P放在凹透镜后，所成的像为P2. 在P后垂直主光轴放一块平面镜，在P处紧挨P放一小块屏幕。3. 将凹透镜房子凸透镜和P之间，来回移动凹透镜，使光线经 凹透镜折射后平行射出，则在屏幕上成一实像P”，如图二，距离OP， 即为凹透镜的焦距 f。三、焦距叠加法：如图三，测出两透镜的等效焦距f、f，则由公式（推导略）:凸l/f=l/ f +1/f即可算出此凹透镜的焦距f （f 0） 丰丫凸凹凹凹注：（1.此法适合用于较薄的透镜，且凹透镜焦距的丫绝对值大于凸透镜的焦距。2.公式推导用到虚物成像的知识。 ）图三四、相似三角形法：如图四所示，将太阳光（平行光）沿主轴射向凹透镜，测出凹透镜的直径J,凹透镜后屏幕上光斑的直径d2,凹透镜到屏幕的距离s, 根据几何关系，利用相似比既可算出凹透镜的焦距f。d1/d2=f/（f+S）f=d1S/（d2-d1）五、“入射出射”光线法（插针法）在凹透镜一侧平行于主光轴插两根针，在凹透镜的另一侧也插两根针，使这两根针与前两根针的像在一条直线上。作出入射光线和光线，即可测出凹透镜的焦距f。Zx图五六、读数显微法：1.不放凹透镜，通过显微镜观察载物台上的小物体，调节旋钮， 直到能看到清晰的像为止。2. 把凹透镜放在物体与镜之间，调节旋钮，直到能再次看到小物 体清晰的像为止。3. 显微镜两次读数之差，就是物距与像距的差，测出物距，可算 出像距，求出凹透镜的焦距 f。注：读数显微镜是一种可通过标尺读出镜筒移动距离的显微镜。1.把凹透镜垂直放在桌面上，视线与凹透镜最高点保持在同一水平面内。七、放大率法图六2.拿一根粉笔（长度大于凹透镜的半径），竖直立在主光轴上调节粉笔的位置，到刚好能看到尖端为止，此时像高等于凹透镜 的半径，测出物距、物高和像高，根据放大率计算出像距，求得 凹透镜的焦距 f。八、视场法：在凹透镜后放一把尺子，通过凹透镜观察尺子，记下能观察到尺子的读数范围，测出凹透镜的直径和尺子到凹透镜的距离，则可算出 人眼所成像点S距凹透镜的距离（即像距），再根据透镜成像公式计算出凹透镜的焦距f。如图七所示。图七