Question

5．江濤想探究凸透鏡成像規(guī)律．實(shí)驗(yàn)桌上有兩個(gè)凸透鏡，焦距分別為10cm和20cm．

（1）江濤將其中一塊凸透鏡放在光具座上，當(dāng)燭焰、透鏡及光屏的位置如圖所示時(shí)，恰能在光屏上得到一個(gè)清晰的像，則他選擇的凸透鏡的焦距為10cm；
（2）江濤將蠟燭和光屏的位置對(duì)換，發(fā)現(xiàn)在光屏上仍能成一清晰的像，此時(shí)像的性質(zhì)是倒立、放大的實(shí)像；
（3）實(shí)驗(yàn)（2）中，不改變各元件的位置，江濤換了另一塊凸透鏡，調(diào)節(jié)光屏的位置，此時(shí)不能（填“能”或“不能”）在光屏上找到燭焰的像，這是因?yàn)槲锞嘈∮诮咕啵?

Answer 1

分析 （1）凸透鏡成實(shí)像時(shí)，u＞2f，成倒立、縮小的實(shí)像，根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律確定選擇的是哪個(gè)凸透鏡；
（2）根據(jù)光路的可逆性和凸透鏡成像的規(guī)律可確定成像的性質(zhì)：當(dāng)u＞2f時(shí)，光屏上呈現(xiàn)倒立、縮小的實(shí)像，2f＞v＞f．當(dāng)2f＞u＞f時(shí)，光屏上呈現(xiàn)倒立、放大的實(shí)像，v＞2f．
（3）若物體處于凸透鏡的1倍焦距以?xún)?nèi)，在光屏上不能成像，通過(guò)凸透鏡能看到一個(gè)正立、放大的虛像．

解答 解：（1）由圖可知：u=50cm-20cm=30cm，v=15cm，由凸透鏡成像規(guī)律可知：此時(shí)的像是倒立縮小的實(shí)像；
則u=30cm＞2f，2f＞15cm＞f，
解得，7.5cm＜f＜15cm，由題意“有兩個(gè)玻璃凸透鏡，焦距分別為10cm和20cm”可知他選擇的凸透鏡的焦距為10cm；
（2）據(jù)光路的可逆性可知，若將透鏡和光屏的位置對(duì)換，即此時(shí)物體處于1倍焦距和2倍焦距之間，光屏處于2倍焦距以外，此時(shí)成倒立、放大的實(shí)像．
（3）在（2）中的物距是65cm-50cm=15cm，所以不改變各元件的位置，小明換了另一塊焦距為20cm的凸透鏡時(shí)，此時(shí)物體相當(dāng)于處于1倍焦距以?xún)?nèi)，故光屏上不能成像．
故答案為：（1）10；（2）放大；實(shí)像； （3）不能；物距小于焦距．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究凸透鏡成像過(guò)程中應(yīng)注意的一些問(wèn)題，也是實(shí)驗(yàn)中常用到的常識(shí)性問(wèn)題，要掌握并能利用其解決碰到的有關(guān)問(wèn)題．