일반물리학 실험 - 초점거리 측정

일반물리학 실험 - 초점거리 측정

1. 목적
렌즈의 초점거리를 결정하고 렌즈에 의한 상의 배율을 측정한다.

2. 이론
a를 물체와 렌즈 간의 거리, b를 상까지의 거리, 를 렌즈의 초점 거리라고 하면 페르마의 원리에 의해 물체와 렌즈에 의해 맺혀진 상의 위치는

과 같은 방정식이 성립하게 된다.

b가 양수이면 상은 실상이고 스크린에 상이 맺히고, b가 음수이면 상은 허상이다.
광축과 평행한 광선이 렌즈를 통과하여 광축과 한 점에서 만날 때 이 점을 주초점이라 하고, 렌즈의 중심으로부터 주초점까지의 거리를 초점거리 라고 한다.
렌즈에 배율은 물체의 크기 A와 스크린에 형성된 상의 크기 B의 비로 정의되고, 이것은 렌즈로부터 물체까지의 거리 a와 렌즈로부터 상까지의 거리 b비와 같다. 즉,

3. 실험 방법
I. 광학대의 양 끝에 스크린과 화살표 모양의 물체를 두고, 물체의 뒤편에서 스크린을 향하여 광원을 비춘다.

II. 렌즈를 물체 가까이 놓고 스크린에 확대된 상을 관찰하면서 렌즈를 좌우로 조금씩 움직여 스크린에 가장 선명한 상이 나타나도록 렌즈를 조정한다. 물체, 렌즈, 스크린 등의 중심이 일직선상에 있도록 만든다.

III. 렌즈로부터 물체거리 a와 스크린까지의 거리 b를 측정하여 기록한다. 또한 물체의 크기와 상의 크기를 측정하여 배율을 구해보고 a와 b에 의한 배율과 비교해 본다.

IV. 렌즈를 스크린 가까이 움직여 축소된 선명한 상이 스크린에 나타나도록 하여 렌즈로부터 물체와의 거리 a 과 스크린까지의 거리 b 을 측정하여 기록한다. 또한 물체의 크기와 상의 크기를 측정하여 배율을 구해보고 a 과 b 에 의한 배율과 비교해 본다.

4. 실험 결과

과정
ababdD
측정값
오차%
7.5
23.2
10.5
11.3
22.4
....

[hwp/pdf]일반물리학 실험 - 초점거리 측정