透镜焦距的实验研究
透镜焦距的实验研究[20191219223944]
薄透镜是光学实验中常见的器件，根据性质可以分为凸透镜和凹透镜。焦距是透镜的重要的参量，因此薄透镜焦距的测定是大学物理实验中的重要内容。本文采用四种实验方法测量凸透镜的焦距。凹透镜是对光线具有发散作用，实际物体经过凹透镜后由于折射发散不能成实像，所以测量凹透镜焦距的方法比较繁杂，一般需要添加辅助器件（如凸透镜，平面镜等），通过会聚光束或平行光束测量凹透镜的焦距。利用这些方法测试近视和远视镜片的焦距并且与校准的眼镜度数相比较，分析两者焦距的差距并提出改进措施。
关键词：凸透镜 凹透镜 焦距
1 绪论 3
1.1 引言 3
1.2 研究的背景和意义 3
1.3 论文研究的内容 3
2薄透镜焦距的实验研究 5
2.1凸透镜焦距的测定原理 5
2.2凹透镜焦距的测定原理 6
3. 实验操作步骤及数据分析 8
3.1薄透镜的简单介绍 8
3.2实验仪器介绍 8
3.3光学系统的共轴调节 9
3.4凸透镜及老花镜镜片焦距的测定 9
3.5凹透镜及近视眼镜镜片焦距的测定 12
3.6修正误差 14
3.7实验注意事项 17
参考文献 18
结束语 19
致谢 20
1.1 引言
在我们的日常生活中，年轻人近视的比较多，老年人远视眼的比较多，这时候我们就会佩戴眼镜来矫正我们的视力。然而眼镜是由薄透镜所构成的，选择佩戴眼镜时，一般会在眼镜店测出近视的度数，然后根据度数选择合适的镜片，其实这里测量度数，也就是测量人眼视网膜的焦距。在我们的大学物理实验室里就可以用很简单的方法测量出薄透镜的焦距。而且薄透镜在物理领域中是很常用到的物理器件，有人说他是光学领域中第一发明。焦距则是薄透镜最基本的参数，薄透镜焦距的是否准确对整体光学系统起着举足轻重的作用。焦距是薄透镜的光心到其焦点的距离，是薄透镜的重要参数之一。与现实物体通过薄透镜成像所在位置和性质有联系[1]。
1.2 研究的背景和意义
在一般的实验或者研究中，测量薄透镜焦距的原理绝大部分是在对于基本关系式或其演变式中推导出来的。其中我们经常会想到的办法是物距像距法、二次成像法以及自准直法等等。利用线桥测量精度较高,上电压表读数直接得到待测凸透镜的焦距,方法简单、新颖, 且使用方便。然而实际的实验中总是出现少许测量误差, 没办法消除[2]。比如: 测量统计的误差 、成像清晰度的辨别问题、实验仪器的偏差、人眼主观的误差、透镜的均匀程度和厚度的影响等等[4]。其中要测量薄透镜的焦距又分为凹透镜焦距的测量和凸透镜焦距的测量。凹透镜焦距的测量方法有用到凸透镜辅助测量凹透镜焦距、用平面镜辅助的方法测量凹透镜焦距、用望远镜测量凹透镜焦距。凸透镜焦平行光聚焦法、平行光线法、放大镜法、二倍焦距法距的测量方法[5]。本课题目的在于使用多种测量方法计算出透镜焦距并比且进行误差的分析，找出最准确的测量方法。
1.3 论文研究的内容
本论文首先是介绍测量的凸透镜和凹透镜的焦距，选择多种可行的实验方法比如上面提到的凸透镜的焦距用粗测法、自准法、物距像距法和二次成像法测出凸透镜的焦距[7]，然后算出焦距，并且比较这几种方法所测得的凸透镜的焦距的差别，实验之前将各个透镜及镜片度数在眼镜店中测出然后进行误差分析及数据处理，寻找到实际操作中测量凸透镜的焦距比较准确的方法[3]。对于凹透镜本次试验用了自准法和二次成像的方法以及视差法等多种简单好操作的实验方法，并且和凸透镜一样进行数据的处理与比较，之后再测量我们平时戴的老花镜和近视眼镜镜片的焦距，再利用焦距与眼镜度数的关系算出眼镜的度数，然后将透镜拿去眼镜店测量，比对实验做出的数据，看哪种方法精确度比较高，选择其中几种较高精确度的方法测量我们带的眼镜片，并且比较眼镜的度数与其焦距的关系和准确度。
薄透镜是光学实验中常见的器件，根据性质可以分为凸透镜和凹透镜。焦距是透镜的重要的参量，因此薄透镜焦距的测定是大学物理实验中的重要内容。本文采用四种实验方法测量凸透镜的焦距。凹透镜是对光线具有发散作用，实际物体经过凹透镜后由于折射发散不能成实像，所以测量凹透镜焦距的方法比较繁杂，一般需要添加辅助器件（如凸透镜，平面镜等），通过会聚光束或平行光束测量凹透镜的焦距。利用这些方法测试近视和远视镜片的焦距并且与校准的眼镜度数相比较，分析两者焦距的差距并提出改进措施。
关键词：凸透镜 凹透镜 焦距
1 绪论 3
1.1 引言 3
1.2 研究的背景和意义 3
1.3 论文研究的内容 3
2薄透镜焦距的实验研究 5
2.1凸透镜焦距的测定原理 5
2.2凹透镜焦距的测定原理 6
3. 实验操作步骤及数据分析 8
3.1薄透镜的简单介绍 8
3.2实验仪器介绍 8
3.3光学系统的共轴调节 9
3.4凸透镜及老花镜镜片焦距的测定 9
3.5凹透镜及近视眼镜镜片焦距的测定 12
3.6修正误差 14
3.7实验注意事项 17
参考文献 18
结束语 19
致谢 20
1.1 引言
在我们的日常生活中，年轻人近视的比较多，老年人远视眼的比较多，这时候我们就会佩戴眼镜来矫正我们的视力。然而眼镜是由薄透镜所构成的，选择佩戴眼镜时，一般会在眼镜店测出近视的度数，然后根据度数选择合适的镜片，其实这里测量度数，也就是测量人眼视网膜的焦距。在我们的大学物理实验室里就可以用很简单的方法测量出薄透镜的焦距。而且薄透镜在物理领域中是很常用到的物理器件，有人说他是光学领域中第一发明。焦距则是薄透镜最基本的参数，薄透镜焦距的是否准确对整体光学系统起着举足轻重的作用。焦距是薄透镜的光心到其焦点的距离，是薄透镜的重要参数之一。与现实物体通过薄透镜成像所在位置和性质有联系[1]。
1.2 研究的背景和意义
在一般的实验或者研究中，测量薄透镜焦距的原理绝大部分是在对于基本关系式或其演变式中推导出来的。其中我们经常会想到的办法是物距像距法、二次成像法以及自准直法等等。利用线桥测量精度较高,上电压表读数直接得到待测凸透镜的焦距,方法简单、新颖, 且使用方便。然而实际的实验中总是出现少许测量误差, 没办法消除[2]。比如: 测量统计的误差 、成像清晰度的辨别问题、实验仪器的偏差、人眼主观的误差、透镜的均匀程度和厚度的影响等等[4]。其中要测量薄透镜的焦距又分为凹透镜焦距的测量和凸透镜焦距的测量。凹透镜焦距的测量方法有用到凸透镜辅助测量凹透镜焦距、用平面镜辅助的方法测量凹透镜焦距、用望远镜测量凹透镜焦距。凸透镜焦平行光聚焦法、平行光线法、放大镜法、二倍焦距法距的测量方法[5]。本课题目的在于使用多种测量方法计算出透镜焦距并比且进行误差的分析，找出最准确的测量方法。
1.3 论文研究的内容
本论文首先是介绍测量的凸透镜和凹透镜的焦距，选择多种可行的实验方法比如上面提到的凸透镜的焦距用粗测法、自准法、物距像距法和二次成像法测出凸透镜的焦距[7]，然后算出焦距，并且比较这几种方法所测得的凸透镜的焦距的差别，实验之前将各个透镜及镜片度数在眼镜店中测出然后进行误差分析及数据处理，寻找到实际操作中测量凸透镜的焦距比较准确的方法[3]。对于凹透镜本次试验用了自准法和二次成像的方法以及视差法等多种简单好操作的实验方法，并且和凸透镜一样进行数据的处理与比较，之后再测量我们平时戴的老花镜和近视眼镜镜片的焦距，再利用焦距与眼镜度数的关系算出眼镜的度数，然后将透镜拿去眼镜店测量，比对实验做出的数据，看哪种方法精确度比较高，选择其中几种较高精确度的方法测量我们带的眼镜片，并且比较眼镜的度数与其焦距的关系和准确度。
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