用物和像重合法测定凹面镜的曲率半径

【目的和要求】

　　学习测定凹面镜焦距的方法，认识凹面镜的焦距和曲率半径之间的关系，掌握凹面镜成像的规律。

【仪器和器材】

　　凹面镜及其支架（J2502型），方座支架（J1102型），小碗，编织针（30厘米左右），米尺，光源盒（一个四方形小盒，一壁上开一个三角形孔，孔上蒙一层半透明塑料膜，盒内装有小灯泡，盒底装有支杆，如图5．3－1所示），光具座（J2507型），光屏，自行车滚珠，小重垂线。

【实验方法】

　　1．将凹面镜放在碗口上，然后将它们放在水平地面上。拿一粒自行车滚珠轻轻放进凹面镜内，移动凹面镜，使滚珠位于凹面镜中央。

　　2．在上述凹面镜和小碗旁边放一方座支架，支架上水平地夹持一根编织针，编织针上系一根小的重垂线。用手将重垂线移至针尖附近（不使其脱落），调整支架位置，使小重锤位于滚珠之上，目的是要使编织针针尖大体上位于滚珠球心的正上方。然后取走重垂线和滚珠，实验中不能再移动方座支架和凹面镜，这时编织针针尖正好位于凹面镜的主光轴上，如图5．3－2所示。

　　3．将一小块三角形白纸片水平贴在编织针针尖附近，三角形的一角与针尖重合。眼睛从高于编织针25厘米以上的正上方沿凹面镜主光轴向下观察，如果发现编织针（包括三角形纸片）的像是正的，则说明编织针（三角形纸片）位于凹面镜的焦点之内，这时应将编织针沿凹面镜主光轴向上移动远离凹面镜，直到观察到倒立的像为止。

　　4．仔细调节编织针的位置，使得编织针和它在凹面镜中的像仿佛重合（可看三角形纸片和它的像），并且无像差，即当眼睛左右移动时，编织针（三角形纸片）和它们的像之间没有相对移动。测量编织针到凹面镜顶点之间的距离R。

　　5．重复实验步骤3、4四次，其中二次编织针由上向下移动，二次由下向上移动，记录各次所得到的R值，并计算它们的平均值，由f＝R< SPAN style="FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: 'Times New Roman'; mso-hansi-font-family: 'Times New Roman'">／2，求出凹面镜的焦距。