课程名称：大学物理实验（一）实验名称：几何光学综合实验
图1 位移法测量凸透镜焦距的光路图
由1
f =1
u
+1
v
可知：
1
u1
+1
v1
=1
u1
+1
D−u1
=1
f
(2)
1
u2
+1
v2
=1
u1+d
+1
D−u1−d
=1
f
(3)
联立（2）（3）得1
u1+1
D−u1
=1
u1+d
+1
D−u1−d
(4)
又因为u1=1
2
(D−d)
代入式（4）得f=D 2−d2
4D
(5)
4.用物距像距法测量凹透镜的焦距：
实物经凹透镜不能在屏上生成实像，可借助凸透镜给凹透镜生成一个虚物，最后再由凹透镜生成一个实像。
图2 物距像距法测量凹透镜的焦距的光路图
如图,在没有凹透镜时,物体AB经凸透镜L1后生成缩小倒立的实像A′B′。当L1和A′B′间插入凹透镜L2后,则A′B′便成为凹透镜L2的虚物；对L2而言，物距u=−O2A′。该虚物经凹透镜再成实像A′′B′′，像距v=
O2A′′。则有f=uv
u+v
(6)
图1 GSZF-8型几何光学综合实验仪器结构图
四、实验内容与步骤
1.光学系统的共轴调节:
调节光学系统共轴,是减小误差.确保实验成功的重要步骤。所谓“共轴”，是指各光学元件（如光源.物.透镜)的主光轴重合。分两步进行：将放置在光具座上的各光学元件靠拢在一起,用眼观察,调节它们的中心在同一高度,且连线(光轴)平行于导轨。
2.位移法测凸透镜焦距：
a)物AB与像屏的间距D>4f (f=100) 时；
b)透镜在间移动时可在像屏上成两次像,一次成放大的像u1,一次成缩小的像u2，d=u2−u1,f=D2−d2
4D c)改变像屏位置，重复测量6次，求平均值和平均误差。
图1 位移法测凹透镜焦距光路图
3.自组望远镜并测量凹透镜焦距：
(1) 物屏与透镜L3（f=100）组平行光，即L3距物屏100mm。
(2) 透镜L1（f=150）与目镜组成望远镜，通过望远镜观察物屏像（物屏logo），调节L1与目镜距离，直到所观察的物屏像最清晰。
(3) 在L1左边放入像屏，用L3成一缩小实像，记下实像位置a，如图放上凹透镜L2，调节L2位置，直至通过望远镜能观察到最清晰的物屏像。记下此时L2位置b，则L2焦距数值为a-b
