新方法测量凸透镜焦距

实验报告

实验目的：

1、 避免使用自准直法、平面镜法、共轭法等方法测凸透镜时所带来

的误差。

2、 在不改造分光计的前提下，采用可调狭缝来提高对凸透镜焦距测

量的准确性。

实验创新之处：

本实验利用分光计测量凸透镜焦距精度较高，而且实验操作比较简单。由狭缝可以测量凸透镜的焦距。反之，在知道凸透镜焦距的情况下，本实验可以测出微小狭缝的缝宽。这就一举两得。

实验器材：

KF—JJY1型分光计、凸透镜、可调狭缝

实验原理：

所用仪器为KF—JJY1型分光计。

A、钠光源 B、平行光管 C、可调狭缝 D、待测凸透镜 镜 F、载物台

待调整之后，结构简图为：

、望远 E

1、钠光源 2、毛玻璃 3、 狭缝 4、物镜 5、可调狭缝 6、待测凸透镜 7、物镜 8、分划板 9、目镜

其中5可调狭缝（可以精确到0.01mm），分划板的最小刻度a为0.264mm。如图：

而本实验的光路图为：

平行光管产生的平行光通过可调狭缝5之后，经待测透镜L3成平行光。再

经望远镜物镜L1后成像在其焦平面上，像宽为x，由上图所示光路中的几何关系可知：

,'tan 所以；

xfx,tan0xf',tantan0fxxx'f

式中：x为可调狭缝5的宽度，可直接读出：

'x'为分划板上亮纹所占的

刻线宽度。xna；其中n为亮纹所占的刻度数。可由目镜读出，a为分划板最小刻度；f为望远镜物镜的焦距，（KF—JJY1型分光计产品中给出发f的数值为f=170mm）。fx为待测凸透镜的焦距。

实验步骤：

（1） 调节分光计使望远镜光轴和平行光管与仪器主轴垂直，并使载物

台达到合适的高度，以使凸透镜中心与主轴线接近。 （2） 调节平行光管，光线摄入量最大。将狭缝3开至最大。 （3） 将可调狭缝5放于平行光管物镜后；凸透镜放于载物台。

（4） 将可调狭缝5打开适当宽度。前后移动凸透镜。直至分化板上显

示出明亮清晰的条纹。

（5） 将可调狭缝5打开适当宽度，使亮条纹刚好处于整数个刻度，边

缘相切。如图：

（6） 读出分划板刻度条数。 （7） 利用公式fxxnaf计算凸透镜的焦距。

（8） 利用不同的缝宽重复上述步骤。

实验数据：

实验数据处理：

f170mm 待测凸透镜焦距

fxf011.5cm x(mm) x(mm) '1 2 3 4 5 f1f2f3f4f52.0 2.2 2.4 2.6 2.8 xxxxxxxx'''0.264×11 0.264×12 0.264×13 0.264×15 0.264×16 2.00.264112.20.264122.40.264132.60.264152.80.26416（cm） 11.7 11.8 11.8 11.8 11.3

fffff170117mm11.7cm170118mm11.8cm170118mm11.8cm170118mm11.8cm 170113mm11.3cmx'x'

fxf1f2f3f4f55511.711.811.811.811.3

11.6cmEff0fxf0f0100%11.611.511.5100%0.88%

实验注意事项：

实验结论与所遇到的问题：

（1） 可调狭缝的宽度精确度不太高，造成误差有点偏大； （2） 像的边缘不太清晰，x读出的数据稍微有误差； （3） 凸透镜的底座水平难以达到水平测试仪的最高标准要求。

'实验相比之下的优点：