几何光学综合实验43381

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1、几何光学综合实验（补充讲义）凸透镜焦距的儿种测虽方法1）自准法，详见《基础物理实验教程》（简称《教程》）实验六说明。2）两次成像法（也称位移法、共辄法或贝塞尔法），详见《教程》实验六说明。3）放大倍数法。如果凸透镜很厚或焦距很煎，或者对于凸透镜组，用前面两种方法测焦距就不方便或不适用了，这时可以通过测量放人倍数来计算焦距。对于透镜组，计算公式（成像与放人倍数）与单个透镜的没冇区别，但是物距⑸和像距（门分别是相对第一和第二组平面计算的，这两个主平面一般并不重合（见下图）。1/S+1/S*=1/f轴平面透镜组笫二主平

2、面M=s7s简单计算可得，放人倍数其屮X是像的位置（原点任意）。如果固定透镜组，改变接收屏的位宜，调节物，形成清晰的像，测量放人倍数（m）与像的位置（x）的关系，结果是一条直线，英斜率的倒数就等于透镜组的焦距。在本实验中，待测目镜是山两个凸透镜构成的透镜组，物是分划板,上而是间距为0.1mm的平行细线，观察和测竝像的工具是测微目镜（说明见《教程》P82-84）。望远镜的组装与测量最简单的望远镜冇一个氏焦业的凸透镜（物镜）和一个与Z共轴的短焦距凸透镜或凹透镜（目镜）构成。物镜的后焦点与目镜的前焦点接近重合,在使用时

3、需要微调以看到清晰的像。望远镜的作用是对远处物体的视角（不是人小）进行放人，使人们对它的细节看得更清楚。如果ri镜是屮I透镜，称为伽利略望远镜，反z,如果冃镜是凸透镜,则称为开普勒望远镜。对于后者，可以在目镜的前焦面安装用于测量的分划板，便于测go所以通常的军用望远镜与小型折射式天文望远镜都采取开普勒结构。开普勒望远镜的工作原理是：远方的物体经过物镜在其后焦面附近形成一个缩小倒立的实像，山于物镜的后焦而与目镜的询焦而接近，该实像被放大为一个虚像（目镜相当于一个放人镜）。理论上，望远镜的视角放人倍数可表示为M=K1

4、+v）^-^其中f°（ft）为物镜（冃镜）的焦距、U为物体到物镜的距离、£为放大像到冃镜的距离。I在使用者正常视距范围Z内，因而为使用者有关。通常情况下，f.是厘米的量级，虻约为几十厘米，U的最级为米、公里英至更大，所以一《口，・《粘M出学。木实验采用照相法测量望远镜的放大倍数：在远处（大于3米）放一个标尺，调节物镜距离，使得在目镜中可以看到清晰的像。用数码和机拍摄目镜中的像，然后保持和机位置以及镜头焦距不变，直接对着标尺照相。将两张照片导入计算机，测量标尺上相同刻度对应的像素宽度，它们之比即为望远镜的放人倍数（

5、见下图）。望远镜放大倍数测量示意图