光具座 · 共轭法

两个清晰位置,为什么能量出焦距?

固定物与屏,再移动凸透镜。先判断是否存在两个清晰像位置,再把距离读数变成可复核的实验结论。

f = (D² − d²) ÷ 4D
先预测两个清晰位置何时出现
再操作拖动透镜寻找最清晰处
读证据记录两位置与三组数据
会修正从像心偏移诊断共轴

光具座实验台

拖动图中的透镜,或使用位置滑块微调。真正清晰时再记录,模糊位置不能充当数据。

物、凸透镜和像屏组成的光具座 物固定在左侧,像屏位置由物屏距离决定,凸透镜可沿光具座拖动。 0 cm 60 cm 物 凸透镜 像屏 D = 60.0 cm
像仍模糊
30 cm80 cm
靠近物靠近屏
向上偏共轴向下偏
第一清晰位置 x₁待记录
第二清晰位置 x₂待记录
两位置距离 d待计算

三组重复数据:证据是否稳定?

每组都要重新找到两个清晰位置。可以小幅改变 D,也可以保持 D 不变重复定位。

组次D / cmx₁ / cmx₂ / cmd / cmf / cm
1等待实验数据
2等待实验数据
3等待实验数据
已完成0 / 3 组
焦距平均值—
极差—

至少记录两组,才能初步观察重复定位的离散程度。

把公式放回实验:位移法的优势不是“少测两个距离”,而是物和屏始终固定,只读两次透镜位置之差,能避开分别判断物距、像距基准面的麻烦。