“透镜焦距测量”实验2016年讨论
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在计算自准值法的不确定度时由于多次测量，标准不确定度有A类不确定度和仪器不确定度构成，那么刻度尺不确定度限值为多少？ — 阿力米热艾买提 2016/12/06 21:23进这个实验的网页一看就能找到到仪器介绍一栏有“光具座（所附标尺的不确定度限值为0.1mm）”，下方表格中钢尺不确定度限值0.1mm，资料下载中的告示牌内容中有“用自准直法测量凸透镜焦距（不确定度限值0.1mm,估读1/2mm）”，虽然我没带这个实验不知道你说的刻度尺是其中哪一样或者说就是同一个器材，但反正都是0.1mm就没错了。 — 高渊 2016/12/06 22:58
为什么测凹透镜焦距时，移动像屏，其上的像在较大距离范围内都较清晰？难道已经变成了平行光（近似）？ — 童昊楠 2016/03/14 16:52因为像的位置变化引起物的位置变化较小.而物的位置变化引起像的位置变化较大.物经凹透镜放大. — 童培雄 2016/03/19 21:17
组合透镜法中，为什么移动像屏成像清晰的区间较大，移动凹透镜成像清晰的区间比较小呢？另外本实验多次的测量容易引起数据的很大偏差，是不是和起始的凸透镜成像位置选取有关？ — 蔡溥阳 2016/03/14 18:52第一问题见上.第一问题:是的,凹透镜的物位置是凸透镜成的像的位置,不是实物位置.所以引起较大误差. — 童培雄 2016/03/19 21:26
请问老师，在二次成像法中先求出d的平均值再计算f，而不是对每个d都计算一下f然后取f的平均值呢，我计算了一下两种方法相差很小，只有0.006，请问是为了简化运算么? — 李紫荆 2016/03/19 10:25先求出d的平均值再计算f,按表格中给出计算. — 童培雄 2016/03/19 21:26谢谢老师 — 李紫荆 2016/03/22 19:51
老师您好！我在用自准直法测凸透镜焦距中，发现当平面镜靠近凸透镜时，物屏上会有光环产生，随着平面镜与凸透镜距离的缩小，光环变大且数量变多请问这是什么原因造成的呢？是环境中的光照射在平面镜上经凸透镜放大而形成的吗？ — 原静怡 2016/03/29 16:29因为没有看到此现象。以下仅写了一点自己看法。首先物屏上是否已成物（3叶孔）的清晰像，如果没有这就是光源发出光经过透镜照射在平面镜上反射引起的。当然也不排除室内杂光经平面镜反射后再经凸透镜放大而形成的光环的可能。 — 童培雄 2016/03/29 20:40
老师您好！自准直法中计算不确定度是先计算透镜位置的不确定度（用Ua和Ub2）再进行传递，还是直接计算物屏与透镜间距的不确定度（用Ub1和Ub2）再传递？ — 张晋瑞 2016/03/29 20:06按照表格计算顺序，先计算透镜位置的不确定度再进行传递。 — 童培雄 2016/03/29 20:38
老师，我还想问一下，二次成像法不用旋转180度是因为位置相减使光心与刻度不在同一平面的误差消除了吗？ — 张晋瑞 2016/03/29 22:39是的。 — 童培雄 2016/03/30 20:19
老师您好，我想问一下在计算B2类不确定度时，仪器的不确定度限值应该怎样取呢？谢谢。 — 李凌志 2016/03/30 22:25网上或实验室告示牌上有，告示牌可从网上下载 — 童培雄 2016/03/31 19:26
老师您好！在计算不确定度时，由于有的位置属于单次测量，所以涉及B1类不确定度，而我们读数是是1/2毫米估读，那么B1类不确定度是取0.1mm还是0.5mm呢？ — 方睿钰 2016/04/12 17:18用自准直法测凸透镜焦距是多次测量。二次成像法是单次测量，读数是1/2毫米估读，B1类不确定度是取0.5mm，但二次成像法测凸透镜焦距不要求计算不确定度。 — 童培雄 2016/04/12 20:43
凹透镜焦距测出为负40mm左右，需要重测吗请同学在提问后签名,需要重测。 — 童培雄 2016/04/15 10:23
老师您好，我想请问一下在测凹透镜的焦距的时候较大光晕产生的原因是什么呢？实验条件下光的散射能达到这么强吗？能够通过技术手段消除实验光晕吗？ — 吴锃 2016/04/16 14:50是的，因为通过两个透镜，散射明显。可以通过增加不同类型的透镜解决。所以为什么好的镜头由很多不同类型的透镜组成 — 童培雄 2016/04/17 20:04
老师我还想问一下测量凹透镜的焦距时，光源毛玻璃成的像为什么位置上略先于虚物所成的像，有没有可能两者成的像发生重合情况？ ——吴锃 2016/04/16 15:25观察很仔细，很好。因为光源毛玻璃位置在三叶孔（物）前，也就是说光源毛玻璃离凸透镜的距离大于三叶孔物屏到凸透镜的距离。要重合只有毛玻璃位置与三叶孔的位置相同。 — 童培雄 2016/04/17 20:43
老师您好，实验怎么判断透镜的位置有没有放正，就是垂直光线平行射入的方向，因为感觉没有放正形成了一定的误差，但不知道怎么引起的？谢谢！ — 谭定波 2016/04/19 18:46判断透镜的位置有没有放正：移动透镜或像屏，观察透镜会聚点是否在光轴上并且最亮或像屏上像是否左右对称 — 童培雄 2016/04/20 10:25
老师您好，之前做自准直法实验的时候，在一个位置得到叠加为圆的像了之后，如果改变反射镜位置，凸透镜在另外一个位置可以得到叠加为圆的像。原因应该是反射镜没有完全反射，所以圆边界其实并不完整。那如何找到最准确的位置呢？因为不知道距离到底应该在多少以内才行，是不是应该把两者底座挨在一起调节？ — 张洪铭 2016/04/24 14:11做自准直法实验的时,反射镜位置始终不能改变。凸透镜（架）转180度。 — 童培雄 2016/04/25 16:15老师，我问的是旋转180度之前的测量过程中二者位置的选定。 — 张洪铭 2016/04/25 22:07理论上讲改变反射镜位置，对实验无影响。但实际过程中要考虑反射镜大小，反射光强的减弱，透镜大小。所以反射镜越靠近凸透镜越好。一般取反射镜与凸透镜的距离在一倍焦距之内。如果距离太大，成像后一部光被挡住，所以看到三叶孔（品字孔）的像变“小”，移动凸透镜可以使像变“大”，与物等大，但是这时物与凸透镜距离不一定是一倍焦距，有时只有焦距的十分之七，误差很大，这个就是自准直法测量中引起误差较大原因。如果注意了这个问题，自准直法测量凸透镜焦距要比二次成像法测量结果要好。– 童培雄 2016/04/26 10:06
老师您好，做自准直法测焦距的实验计算不确定度时，A类不确定度的计算要代入的是透镜位置还是焦距？如果是透镜位置的话，在计算焦距的不确定度时，是否还要计算物屏位置的B1类不确定度，并按照不确定度加减传递的规则进行传递？谢谢老师！— 李晓峰 2016/04/26 21:45透镜位置是多次测量，物屏位置是单次测量。透镜焦距（转180度前或转180度后）是透镜位置与物屏位置之差，这时，透镜焦距不确定度用不确定度传递公式，即分别计算可以得到转180度前或转180度后到的透镜焦距不确定度。 — 童培雄 2016/04/26 22:31
老师您好，在自准直实验不确定度的计算中，物屏的位置只测一次，那物屏位置是否应该考虑B1类不确定度？ — 孙晓冬 2016/05/07 15:40是的，单次测量应该考虑B1类不确定度。 — 童培雄 2016/05/08 18:57这里我也有疑问，我问了实验室的指导老师，老师解释说因为透镜位置测了5次，虽然物屏的位置没有变，但可以每次都看作是读数相同，所以物屏的位置可以看作五次实验的平均值，不用计算U（B1）类不确定度，或者可以将它看作精确值（而其误差在多次测量透镜位置的时候被消解掉）。可是我觉得，如果说读一次物屏的位置产生了x毫米的误差，这个x并不会因为透镜位置取平均而被消解掉，它还是会影响最终结果。我还是不能理解上面的解释。所以请问在多次实验中未改变的量（只测了一次）到底该不该计算B1类不确定度呢？ — 王德谦 2016/05/09 19:36首先可以确定的是：物屏是单次测量，所以按照单次测量不确定公式计算。其次是有读数就有误差。比如测量铅笔的长度，共有两次读数，尽管一端对着零刻度，但误差还是存在。 — 童培雄 2016/05/10 10:26
请问老师，在自准直法中，通过旋转凸透镜180度可以消除光心与刻度不在一个平面的误差，那在测量像屏位置时是不是可以通过像屏旋转180度来消除像屏与刻度不在一个平面的误差来提高结果的准确度呢？ — 陈进 2016/05/16 22:20可以，但像屏本身偏离程度不大。但你想到这一点很好！ — 童培雄 2016/05/17 19:01
老师您好，在计算自准直法时通过旋转180°来消除光心与刻度不在一个平面的影响，二次成像法因为计算差值，也不需要旋转180°；但是我不理解的是，为什么测凹透镜的焦距时不用旋转180度呢？它的步骤里并没有消除这个的影响吧？ — 臧佳伟 2016/06/05 17:16测凹透镜的焦距实验是学会一种测量方法的实验。当然也可以旋转透镜架180度后测量。 — 童培雄 2016/06/05 22:22
老师您好，自准直法测焦距时，左右移动透镜使得成像清晰并与物屏成一个圆形，物屏位置不变时，测量时一定会找到一个最清楚的点来测量，那么再测的四组数据难道要左右找一些自己认为不清晰的位置吗？ — 秦艳晖 2016/09/19 17:14每次找到最清晰的像时透镜不一定在相同位置。这就像每次测量在相同高度下落小球的时间。如果物屏位置改变，当然也可测量。但这时测量不是多次测量，因为每次测量时条件不同。这个实验要求先多次测量，透镜转180度后再多次测量。 — 童培雄 2016/09/20 10:18
老师您好,请问一下用二次成像法测凸透镜焦距的时候,倒立放大的像和倒立缩小的像的光心如何确定已对齐?需要很精确的确定么?不对齐会怎样?请各位同学在提问后不要忘记签名。二次成像时，在屏上三叶孔放大的像和缩小的像的中心位置相同。否则会产生误差。偏大或偏小（像距测不准）。 — 童培雄 2016/09/21 16:00
老师您好，我想请问一下在自准直法中计算不确定度时，用的是以下哪个步骤呢？1.计算物屏位置和凸透镜位置的不确定度，再合成焦距的不确定度2.直接计算焦距的不确定度 — 吴重恩 2016/09/24 18:59先分别计算物屏位置（单次测量）和凸透镜位置（多次测量）的不确定度，用传递公式得f1的不确定度。同理可得f2（凸透镜转180度后）的不确定度。由f1与f2的不确定度通过传递公式得到焦距f的不确定度。 — 童培雄 2016/09/25 20:49
老师您好，请问为什么在自准直法侧焦距时，其最终的不确定度是由两次不确定度的平方的和开根号后除以二，为什么要除以2呢？ — 兰远铮 2016/09/25 12:07设想一下，如果不除2，结果是测量次数越多，不确定越大。这是不可能的。另外也可把2看作“测量值”，利用传递公式计算。计算中由于2是准确数可以看作不确定度为0。 — 童培雄 2016/09/25 20:50
老师您好，在制作物屏的时候，实验采用了毛玻璃片以消除光源灯丝的像，那请问毛玻璃片的厚度对成像会有影响吗？与之相比，把毛玻璃片加装在光源处会不会更好呢？ — 黄文晗 2016/10/11 13:54这个问题提得很好，毛玻璃片的厚度对成像没有影响，要说影响只有受到光强减弱的影响。 — 童培雄 2016/10/11 14:32
老师您好，在“自准直法侧焦距”中，由于薄透镜是傍轴成像，我想它实际的焦平面应该是略弯曲的，而物屏是竖直的，物体放在竖直的焦平面上是否会加大误差？—史柏扬 2016/10/13 2>1:57误差很小，相比测量误差可忽略 — 童培雄 2016/10/17 08:50
老师您好，凹透镜焦距测量中，s1为负是因为成的物是虚物，那s2呢– 周惠雪 2016/10/16 22:57s2是成实像的像距，所以是正的，见讲义。 — 童培雄 2016/10/17 08:50
老师您好，我在移动透镜，观测透镜成像时，发现所成的像边缘变得更加清晰了，但是旁边出现了更多的光晕，而且好像还是彩色的，这是为什么呢？还有就是，实验中的初步计算焦距，需要写公式吗？谢谢！ 陈竞 2016/10/21 21:00对于光晕，个人看法是有可能透镜有污，有时拍雾天中灯光照片时也会产生这种光晕现象（光的散射）。如果是彩色的那有可能是不同波长在玻璃中折射率不同引起的现象，也有可能发生衍射。在数据处理过程中计算焦距都要有公式 — 童培雄 2016/10/22 16:43
老师您好，我想问一下在组合透镜法测量凹透镜焦距实验中，为什么组合透镜的成像位置要这么远直到光具座的一端？当我将像屏放在中间位置时，五组数据算出来的焦距相差却很大，这是为什么呢？ — 施润叶 2016/10/25 15:44距离近，移动凹透镜时，像屏上的像变化不明显，影响判断。 — 童培雄 2016/10/26 16:48
老师好，请问计算不确定度时，我先求出每次测量透镜位置时的不确定度（即uB1和uB2），再传递求出透镜位置平均值的不确定度，再传递求出焦距的不确定度，但是整个过程就不用到A类不确定度，而且u（f'）和u（f''）是一样的，可以这么算吗？ — 曹亦淳 2016/11/14 16:29透镜位置测量是多次测量，而不是单次测量，所以在计算透镜位置的不确定度时，要用到A类不确定度。u（f1）和u（f2）不一样，因为透镜转180°前后透镜位置的不确定度不相同。 — 童培雄 2016/11/15 09:59那就是不用考虑透镜位置平均值的不确定度了吗? — 曹亦淳 2016/11/15 12:11计算透镜转180°前多次测量透镜位置的不确定度，再计算单次测量的物屏位置不确定度，再用传递公式得焦距不确度（转180°前）。计算透镜转180°后透镜焦距的不确定度（方法同以上相同）。再用传递公式得焦距不确度 — 童培雄 2016/11/16 15:11
老师好，请问在二次成像法中为什么放大像和缩小像要成三比一的关系呢？ — 寿澍雨 2016/11/21 00:09放大像和缩小像大小相差太大，也就是D太大，缩小像看不清，但如果放大像和缩小像大小相近，则d太小。所以取放大像和缩小像之比为三比一左右最合适，当然这是参考值。 — 童培雄 2016/11/23 10:35