测凸透镜焦距的方法
实验测量凸透镜焦距的五种方法是:隐核太阳光聚焦法(粗测焦距法)、二倍焦距法、二倍焦距法、焦点入射法、焦点不成像法。
1、太阳光聚焦法(粗测焦距法): 把凸透镜正对阳光,再把一张纸放在它的另一侧,改变透镜与纸的距离,直至纸上出现的光斑变得最小、最亮,此光斑所在处即为凸透镜的焦点。用刻度尺测量出这个最小、最亮的光斑到凸透镜的距离,即为焦距!
(利用的物理知识是:“平行于主光轴的光线通过凸透镜后会折射成为过焦点的光线”。 太阳光为平行光,通过凸透镜后会聚于焦点处。该方法误差较大,只能作为粗测焦距的方法。)
2、二倍焦距法:在光具座上一次放置蜡烛、凸透镜和光屏,然后点燃蜡烛并使蜡烛火焰的中心、凸透镜的光心、光屏的中心在同一高度,接着调节蜡烛火焰到凸透镜的距离和光屏到凸透镜的距离,直到光屏上的像与蜡烛火焰等大为止,此时用刻度尺测出物距。
3、平隐携轿行光源法:将一束平行光沿着主光轴方向射到凸透镜上,在光屏上得到的折射光线相交于一点,即焦点,测出此点到凸透镜光心得距离,即为焦距。
(该方法类似第一种方法,只不过不再利用太阳光这种平行光源,而是利用人造平行光。)
4、焦点入射法:在凸透镜的一侧放一个发光的点状光源,比如小灯泡,在凸透镜的另一侧放一光屏,沿主光轴移动小灯泡,直到光屏上得到一个与凸透镜直径相等的原型光斑为止,测出小灯泡到凸透镜的距离即为焦距。
(此方法其实是把第三种方法“平行光源法”反过灶肆来测量。利用的物理知识:“过焦点的光线通过凸透镜后会折射成平行于主光轴的光线”。)
5、焦点不成像法:通过凸透镜观看物体,当观察到放大的物体的像时,调节物体到凸透镜的距离,当物体从看得见到刚好看不见时,测出物体到凸透镜的距离即为焦距。
(该方法利用的物理知识是:物体在焦点上时不成像。)
凸透镜的焦距测量方法有公式法、共轭法、平行光聚焦法、远物成像法。
1、公式法
利用光具座做凸透镜成实像的实验,测量并记录成像时的物距u和像距v,根据透镜成像公式,计算出透镜焦距f多次测量后取平均值。
2、共轭法
利用光具座固定好光源和光屏位置,测量出它们的间距L。将待测焦距的凸透镜放在其间,沿主轴移动凸透镜,使光屏上两次呈现出光源倒立的像。记录两次成像时透镜的位置,由此求出两并颂则次成像过程中透镜移动的距离d,根据公式可计算出凸透镜焦距绝棚f,这个方法叫共辄法。这是实验室中常用的测凸透镜焦距的方法之一。
3、平行光聚焦法
根据凸透镜特性,让平行光(如太阳光)沿主轴方向入射到凸透镜上,在另一侧与透镜平行放置一光屏,调节光屏位置使光屏上的光斑最小且最明亮,此时透镜与光屏的间距为凸透镜焦距。这是一种简便的粗测凸透镜焦距的方法。
4、远物成像樱迅法
在实验室还可以用远物成像法代替平行光聚焦法估测凸透镜焦距,方法与平行光法相似;调节光屏的位置,使远处的物体(例如教室的窗或窗外的物体)在光屏上成像,光屏与透镜之间的距离近似为该透镜的焦距。