利用平行光测透镜焦距，本文主要内容关键词为：透镜论文,焦距论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
在原高中物理课本中，是利用位移（二次成像）法测量凸透镜焦距，在后来的教学大纲调整时，将透镜成像公式的要求降低，那么二次成像法所应用到公式f＝（L[2]－d[2]）/4L 以及它的得出就显得要求太高了，所以测量凸透镜焦距的实验就不再被重视了，其实我们完全可以采用其它的方法来做这个实验，下面所提出的方法就值得一试：
根据平行光经凸透镜折射后会聚于焦点，焦点发出的光经凸透镜折射后平行射出这一性质，用两束相互平行的激光穿过两个完全相同的凸透镜，调节两凸透镜间的距离，使出射的两束光也平行，那么两透镜间的距离就等于凸透镜焦距的两倍。即L＝2f
实验装置如图1
1、检测是否是平行光 在出射光束上，利用带有刻度的光屏依次测量两处（如装置图中3、4位置）两光束间的距离，（即光屏上两光点间距离）如果距离相等，说明两束光是平行光，再对入射光束进行检测，（如装置图中的1、2）将入射光束间的距离设为d[,1]， 出射光束为d[,2]，如果两透镜相同，应有d[,1]＝d[,2]。
2、如何调整两透镜间的距离
如果在出射光束两处测量两光点的距离不相等，说明出射的不是平行光，那么该怎样调整呢？可以根据两光点间距离的差别来调整。如果在距透镜较近处（如位置3 ）的两光点间距离s[,1]大于距透镜较远处（如位置4）两光点间的距离s[,2]， 说明两透镜离得远了，光路如图2，应将两透镜移近些。如果s[,1]＜s[,2]，说明两透镜相距近了，光路如图3，应将两透镜移远些。
3、如果没有两个完全相同的凸透镜
可以利用一个已知焦距的透镜代替其中一个凸透镜，来测量另一个凸透镜的焦距，装置不变，调节方法也一样，光路如图4，只是入射光束与出射光束的距离d[,1]，d[,2]不再相等，测出两透镜间的距离L也不再是透镜焦距的两倍， 而是两透镜焦距之和，即L＝f[,1]＋f[,2]
4、如果两透镜的焦距都是未知的， 怎样测量呢？ 可以通过对入射光束间距离d[,1]和出射光束间距离d[,2]的测量，再利用三角形相似知识进行计算而得到焦距值。光路如图5。△ABF[,1]～△CDF[,2]（F[ ,1]与F[,2]重合）
则有d[,1]/d[,2]＝O[,1]F[,1]/O[,2]F[,2]＝f[,1]/f[,2]，
由f[,1]＋f[,2]＝L代入得：
f[,1]＝d[,1]L/（d[,1]＋d[,2]）；
f[,1]＝d[,2]L/（d[,1]＋d[,2]）；
5、利用此实验装置还可测量凹透镜的焦距
调节方法与上述各情况一样，光路如图6，测出两透镜间距离L，则L＝f[,1]－f[,2]， 从而测出凹透镜焦距f[,2]。如果不知凸透镜焦距f[,1]，则可参照“4 ”中方法进行测量和计算。
6、实验误差分析
实验的系统误差主要是双束激光器的两束光不严格平行，激光点偏大及光屏不是严格的平面等几方面，偶然误差还是主要误差因素，尤其是对出射光束是否平行的判定是影响实验精度的主要方面，为了减少这方面影响，实验中尽可能使3、4的位置远离，光点以最亮处为准，就实际操作得到结果来看，这种方法的误差与两次成像法的误差几乎一样，相对误差都在2％左右， 而直接用平行光会聚焦点的方法测焦距的误差大约为6.7％。
此实验原理清晰，仪器要求也不复杂，便于操作并应用到了多方面的知识，是比较适合学生进行分组实验的。
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