一、实验目的

通过本次实验，了解凸透镜的基本光学特性，掌握其成像规律，并学会使用光具座进行精确测量。实验旨在验证凸透镜成像的物距与像距之间的关系，以及不同物距条件下所形成的实像或虚像的特点。

二、实验原理

根据几何光学理论，当光线经过凸透镜折射后，会形成特定位置和性质的像。具体来说，凸透镜成像遵循以下基本规律：

- 当物体位于焦点以外时，成倒立缩小的实像；

- 当物体位于焦点上时，不成像（平行光射出）；

- 当物体位于焦点以内时，成正立放大的虚像。

此外，物距(u)、像距(v)和焦距(f)之间满足公式：\[ \frac{1}{u} + \frac{1}{v} = \frac{1}{f} \]。

三、实验器材

1. 凸透镜（已知焦距为10cm）

2. 光具座及滑块

3. 蜡烛

4. 屏幕

5. 刻度尺

四、实验步骤

1. 将凸透镜固定在光具座中央，调整蜡烛和屏幕的位置使其分别位于透镜两侧。

2. 点燃蜡烛，调节其高度使烛焰中心与透镜中心等高。

3. 移动屏幕，直至观察到清晰的像，记录此时物距(u)和像距(v)的数据。

4. 改变蜡烛位置，重复上述操作，共记录五组数据。

5. 分析数据，验证成像规律是否符合预期。

五、实验结果

| 实验次数 | 物距(u/cm) | 像距(v/cm) | 成像性质 |

|----------|------------|------------|----------|

| 1| 30 | 15 | 缩小实像 |

| 2| 20 | 20 | 等大实像 |

| 3| 15 | 30 | 放大实像 |

| 4| 8| -| 虚像 |

| 5| 6| -| 放大虚像 |

六、数据分析

从实验结果可以看出，当物距大于两倍焦距时，成像为倒立缩小的实像；当物距等于两倍焦距时，成像为倒立等大的实像；当物距小于两倍焦距但大于焦距时，成像为倒立放大的实像；当物距小于焦距时，成像为正立放大的虚像。这些结果均与理论预测一致。

七、结论

通过本实验可以得出，凸透镜成像规律受物距影响显著，且可以通过数学公式准确描述。此实验不仅加深了对光学现象的理解，也为后续相关研究提供了基础。

八、思考题

1. 若将光源改为LED灯泡，实验结果是否会受到影响？

2. 如何利用凸透镜制作简易照相机？

以上便是本次实验的详细过程及分析，希望对大家学习光学知识有所帮助！