实验三 由物像放大率测目镜焦距
实验三 由物像放大率测目镜焦距
实验目的
1、掌握组合透镜焦距的测定原理。
2、掌握物像放大率测目镜焦距的方法。
实验装置（图3-1）
1：溴钨灯S 7：三维调节架（SZ-16） 2：微尺分划板M （1/10mm） 8：三维平移底座 （SZ-01） 3：二维调节架（SZ-07） 9：二维平移底座 （SZ-02） 4：待测目镜Le 10：升降调整座（SZ-03） 5：光源二维调节架（SZ-19） 11：普通底座（SZ-04）
实验原理
组合透镜、目镜、物镜等有几个透镜组成，测量它们的焦距不能直接使用物像公式法等，对于组合透镜，如图3-2
L e E
图3-2
M —微尺分机板（1/10mm），Le —待测目镜或组合透镜，M E —测微目镜
假设物距为（-s ），像距为（s ’），并且测得M 板的物宽为y ，M E 目镜测得的像宽为y ’，由横向放大率的定义：m =y ′s ′= y s ……①
如果物由一个位移Δs ，对应的像的位移为Δs ′，由轴向放大率的定义：
Δs ′ ……② α=Δs
Δs ′由轴向放大率和横向放大率的关系：α=m 2= ……③ Δs
对①式进行微分：
s ′=ms ，Δs ′=Δm ⋅s +m ⋅Δs
=Δm ⋅s +m ⋅Δs ′ 2m
=Δm ⋅s +
Δs ′−
s =Δs ′ Δm Δs ′ m ……④
由物像公式1111111=−=−=(−1) ⋅ f ′s ′s ms s m s
=(1−1) m 1Δs ′−Δs Δm =−Δm ′Δs
f ′=−Δs ′ Δm
′−s 1′——像的位置改变 Δs ′=s 2
Δm =m 2−m 1——横向放大率的改变
因此，只要测出像的位置改变和横向放大率的改变就能得到目镜或组合透镜的焦距。
实验内容
1、仪器调共轴。
2、按图3.1，通过测微目镜测出1/10mm或1/5mm刻线的像宽，求出放大率m 1，记下M E 和Le 的位置a 1、b 1.
3、移动M E ，改变Le ，求放大率m 2，记下M E 和Le 的位置a 2、b 2.
4、由m i =像宽y i ′得横向放大率m 2、m 1. 物宽y i
Δs ′=(a 2−b 2) −(a 1−b 1)
=(a 2−a 1) −(b 2−b 1) 则f ′=−Δs ′ m 2−m 1
实验步骤
1）按图3-1沿米尺安排各器件，并调节共轴；
2）在M 、Le 、M E 靠近处逐渐移远Le ，直至在测微目镜中看到清晰的微尺放大像，并与M E 分划板无视差；
3）测出1/10 mm或1/5 mm刻线的象宽，求出其放大倍率m 1，并分别记下M E 和Le 的位置a 1、b 1；
4）把M E 向后移动30-40mm ，并缓慢前移Le ，直至在测微目镜中又看到清晰的与M E 分划板刻线无视差的微尺放大像；
5）测出新的像宽，求出放大率m 2，记下M E 和Le 的位置a 2、b 2；
6）计算：
像宽 实宽m i =
像距改变量：s =(a 2−a 1) +(b 2−b 1) , 被测目镜焦距：f 目=s (m 2−m 1)
实验注意事项
1、像与分划板应无视差。
2、注意记下位置时，两次应有相同的标准。
实验讨论思考题
1、为什么不能使用物像公式法求目镜焦距。
2、如何判断像与分划板无视差。