1.简述5~10种测薄透镜焦距的方法

(1) 自准直法

    当光点P处在透镜焦平面上时，P点发出的光经透镜L成一束平行光，遇到与主光轴相垂直的平面镜M，将其反射回去，反射光再次通过透镜而会聚在P所在的焦平面上。那么，P与L之间的距离就是该透镜的焦距f，如图24-1所示。这种利用调节实验装置自身使之产生平行光以达到调焦目的的方法，称为自准直法。

    自准直法是光学仪器调节中的一种重要方法，也是一些光学仪器进行测量的依据。自准直望远镜是光学测量和光学装校中最常用的仪器。测角仪就是利用自准直法精密地测量微小角度、平面度等。

(2) 物距、像距法

                                                       ①

将公式①改写成

                                                        ②

利用公式②，只要测得物距S、像距S'便可计算出透镜焦距f来。

(3) 两次成像法

   如图24-2所示。取物与像屏之间的距离为L 〉4f，移动透镜，当在O₁位置时，屏上得到一放大的清晰像A'B'，其物距S₁、像距S₁'；当透镜处于O₂位置时，屏上又出现一缩小的清晰像A"B"，这时物距S₂、像距S₂'。设透镜两不同位置间的距离为l，焦距为

                       

（4）粗测法：

以太阳光或较远的灯光为光源，用凸透镜将其发出的光线聚成一光点(或像)，此时，s →∞，s′≈f ′，即该点(或像)可认为是焦点，而光点到透镜中心(光心)的距离，即为凸透镜的焦距，

         粗测法测透镜焦距                       

（5）平行光管测焦距

如果平行光管已调节好,并使玻罗板位于物镜L的焦平面上,那么,从玻罗板出射的光,经物镜L后变成平行光,平行光通过待测透镜L_x后,将在L_x的第二焦平面F¢上会聚成像,其光路如图所示,因而玻罗板上的线对必然成像于F¢面上.由图可以得到待测透镜的焦距为

 

                                               

         

                                                                                                    

（6） 使蜡烛发的光经透镜后，在透镜上呈现出与透镜等大的光斑，则蜡烛到透镜的距离为焦距。

（7） 二倍焦距法：
实验器材：光具座、灯泡、凸透镜、光屏、刻度尺
实验方法：将灯泡、凸透镜、光屏三者中心放在同一高度上，来回移动灯泡和光屏，直到光屏上形成倒立的、等大的实像，用刻度尺测出灯泡或光屏到凸透镜中心的距离u或v，则f=u/2=v/2。重复以上实验2次，求3次测得距离的平均值，即为此凸透镜的焦距。

2.最小分辨角的物理含义是什么？它与分辨率的关系是什么？

       最小分辨角是指能够分辨最小细节的能力，分辨出的最小角距。几何光学的知识我们知道，一个物点发出的光通过光学系统后，能够得到一个对应的像点。但是光的衍射现象告诉我们，光学系统对物点所成的像，不可能是几何点，而是具有一定大小的光斑，并且在其周围有亮暗交替的环状衍射条纹。如果两个物点的距离很小，对应的光斑互相重叠，即使光学系统的放大率很高，所成的像对眼睛的张角很大，但仍然不能分辨它们。所以说，光的衍射现象限制了光学系统的分辨能力，并且这是光学系统普遍存在的问题。既然如此，我们可以借助于光衍射的规律分析光学系统的分辨本领。如果A1和A2相距不太近，它们所成像的中央亮斑相距较远，两个中央亮斑的中心对光学系统L的张角q也较大，人眼可以毫不困难地分辨这两个物点所成的像。如果A1和A2相距很近，它们所成像的中央亮斑大部分相重叠，亮斑中心对光学系统L的张角q很小，人眼无法分辨这到底是一个物点所成的像还是两个物点所成的像。

3.不确定度与误差的关系是什么？不确定度的定义和分类？计算A类不确定度的方法是什么？

   不确定度

    不确定度的含义是指由于测量误差的存在，对被测量值的不能肯定的程度。反过来，也表明该结果的可信赖程度。它是测量结果质量的指标。不确定度愈小，所述结果与被测量的真值愈接近，质量越高，水平越高，其使用价值越高；不确定度越大，测量结果的质量越低，水平越低，其使用价值也越低。在报告物理量测量的结果时，必须给出相应的不确定度，一方面便于使用它的人评定其可靠性，另一方面也增强了测量结果之间的可比性。

   误差

    误差，物理实验离不开对物理量的测量，测量有直接误差的，也有间接的。由于仪器、实验条件、环境等因素的限制，测量不可能无限精确，物理量的测量值与客观存在的真实值之间总会存在着一定的差异，这种差异就是测量误差。误差不可避免，但若用更精确的仪器或更好的方法，是可以减小误差的。

　　测量值与真值之差异称为误差。设被测量的真值（真正的大小）为a，测得值为x，误差为ε，则：

　　x－a=ε

　

   不确定度与误差的关系　

①　误差以真值或约定真值为中心，不确定度以被测量的估计值为中心；

②　误差一般难以定值，不确定度可以定量评定；

③　误差有三类，界限模糊，难以严格区分；不确定度分两类，界限分明，分析方法简单。

   不确定度分类　

由于测量结果的不确定度往往由多种原因引起的，对每个不确定度来源评定的标准偏差，称为标准不确定度分量，用符号ui表示。　　

（1） 不确定度的A类评定　　用对观测列进行统计分析的方法来评定标准不确定度，称为不确定度A类评定；所得到的相应标准不确定度称为A类不确定度分量，用符号uA表示。它是用实验标准偏差来表征。　　

（2） 不确定度的B类评定　　用不同于对观测列进行统计分析的方法来评定标准不确定度，称为不确定度B类评定；所得到的相应标准不确定度称为B类不确定度分量，用符号uB表示。它是用实验或其他信息来估计，含有主观鉴别的成分。对于某一项不确定度分量究竟用A类方法评定，还是用B类方法评定，应有测量人员根据具体情况选择。B类评定方法应用相当广泛。　　

（3） 合成标准不确定度　　当测量结果是由若干个其他量的值求得时，按其他各量的方差和协方差算得的标准不确定度，称为合成标准不确定度。它是测量结果标准偏差的估计值，用符号uc表示。方差是标准偏差的平方，协方差是相关性导致的方差。计入协方差会扩大合成标准不确定度。合成标准不确定度仍然是标准偏差，它表征了测量结果的分散性。所用的合成方法，常称为不确定传播率，而传播系数又被称为灵敏系数，用Ci表示。合成标准不确定度的自由度称为有效自由度，用uc表示，它表明所评定的 的可靠程度。

   不确定度A类的简单计算

假定某一相同条件下的测量列为xi (i=1～n) 。

不确定度A类标准分量：

  

第二篇：测凸透镜焦距的三种方法