利用凸透镜测量凹透镜的焦距

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本教程主要关注如何找到凸面镜的焦距，实验中使用凸透镜。本实验需要一些必不可少的材料。实验台是最重要的材料，还需要两根针。可以看出，如果没有凹透镜，物体在一定距离处时，凸透镜的焦距会产生一个实像。

目的

本实验的主要目的是利用凸透镜求出凹透镜的焦距。

所需材料

本实验需要不同的材料，例如带有四个垂直支架的光学实验台。(Learncbse, 2022)还需要一个焦距已知的凹透镜。还需要一个凸透镜和两个透镜支架。一根编织针、一根细光学针和一根粗针也是重要的材料。还需要一把半米长的尺子。

理论

理论主要通过实验公式进行讨论。它用于凹透镜的计算。公式为：f = uv/(u-v)。

这里f表示凹透镜L1的焦距。在此部分，u表示I到透镜L2光心的距离。最后，v表示I’到透镜L2光心的距离。

图1：凹透镜和凸透镜的焦距

光线图和步骤

实验室步骤遵循一定的步骤，为此，应使已知焦距的凸透镜与凹透镜接触。这里需要确定凹透镜的焦距，此过程有助于形成透镜组合 (Olabs, 2022)。下一步，将其放置在发光的金属丝纱布和屏幕之间，保持一定的距离。调整屏幕的位置，以在屏幕上获得金属丝纱布的清晰图像。

图2：光线图

之后，需要测量透镜和屏幕的距离。因此，可以看出该过程经历了一些阶段 (Zhou et al. 2018)。在第一步中，确定凸透镜的粗略焦距。在下一步中，需要设置凸透镜。需要设置图像和更多观察以获得准确的结果。

观察表

序号	垂直位置				观察到的R′ = c – d (cm)	校正后的R 观察到的R′ + e (cm)	焦距 f (cm)	Δf (cm)
1. 2. 3. 4. 5.	物体 大头针P1 a (cm)	凸 透镜 LL′ b (cm)	凸 镜 MM′ c (cm)	像 大头针P2 d (cm)

表1：凸面镜曲率半径的确定

计算

通过寻找两者位置的差异来计算观察到的u。通过各种位置观察凹面。(Song, et al. 2020)可以看出，u和v的校正值可以通过应用指数校正来获得。这里的计算是f = uv/(u-v)。在此部分，平均f = (f₁+f₂+f₃)/3

结果

这件事的结果是，所给凹透镜的焦距是通过使用厘米的计算方法完成的。

注意事项

像每个实验一样，这个实验也需要一些注意事项。这里的主要因素是凸透镜的焦距必须小于凹透镜的焦距，以便组合可以是凸的。此处使用的透镜必须清洁。此处用于实验的针将放置在一定距离处以获得实像。

误差来源

这里存在一些误差来源，它指出在这个领域中，不应使用垂直支柱。另一个因素是在消除视差时，消除可能并不完美。

结论

本实验表明，凹面镜和凸透镜之间的差异以及透镜的焦点被称为焦距。在本部分中，讨论了焦距可以是正数或负数。这里透镜只不过是一块透明玻璃，它集中了光线。本部分主要讨论了利用凸透镜寻找凹透镜焦距的过程。

常见问题

Q1. 凹透镜的概念是什么？

凹透镜主要指具有一个内凹曲面的透镜。这种透镜的形状内侧是圆形的，有助于使光线发散。它主要用于治疗近视。

Q2. 凸透镜是什么意思？

它是一种光学透镜，由两个球面构成。透镜的表面向外弯曲，被称为凸透镜。

Q3. 有多少因素会影响透镜的焦距？

不同的因素会影响透镜的焦距，例如透镜的厚度。光的波长也是影响透镜焦距的一个因素。曲率半径、介质的变化和反射率都会影响焦距。

Q4. 如何定义焦距？

焦距被认为是透镜的长度，它是焦点和透镜光心之间的距离。这个特定长度在凹透镜和凸透镜的实验中起着重要作用。