Question

14．小明在探究凸透鏡成像規(guī)律時(shí)，

（1）如圖1，小明將蠟燭沿主光軸由距透鏡90cm移至120cm的過程中，發(fā)現(xiàn)燭焰在圖示位置光屏上的像一直比較清晰，該凸透鏡的焦距約為5 cm．
（2）如圖2，保持蠟燭和光屏位置不變，只移動(dòng)凸透鏡的情況下，發(fā)現(xiàn)它在光屏上都不能成清晰的像，他猜想造成上述現(xiàn)象的原因是：蠟燭和光屏之間的距離太小；如果此時(shí)在蠟燭和光屏之間放一遠(yuǎn)視（近視/遠(yuǎn)視）眼鏡，光屏上就可能出現(xiàn)了清晰的實(shí)像．
（3）如圖3，光屏中央恰能成清晰的像，保持蠟燭和光屏位置不變，將凸透鏡向右移動(dòng)24 cm，光屏上再次成清晰的像，成的是縮小（放大/等大/縮�。┑南瘢�
（4）如圖3，蠟燭燃燒一段時(shí)間后，燭焰的像將位于光屏中心的上方．小明用LED燈做成字母“F”替換蠟燭，他在光屏左側(cè)（a處）直接觀察光屏，則他看到屏上像的形狀為；移去光屏，眼睛位于原光屏位置的左側(cè)（b處）透過透鏡觀察字母“F”，能（能/不能）觀察到它的像，原因是：實(shí)像是實(shí)際光線會(huì)聚形成的．

Answer 1

分析 （1）物遠(yuǎn)像小像變小，當(dāng)物距很大時(shí)，像距非常靠近焦點(diǎn)．
（2）物像之間的距離最少為4倍的焦距才能成清晰的像；遠(yuǎn)視鏡是凸透鏡，對(duì)光線有會(huì)聚作用；物距小于像距成放大的像；
（3）根據(jù)光路可逆，判斷凸透鏡的位置和成像情況；
（4）根據(jù)通過光心的光線方向不改變，確定像的移動(dòng)方向；2f＞u＞f，成倒立、放大的實(shí)像，實(shí)像可以用光屏承接，也可以直接觀察．

解答 解：（1）從“小明將蠟燭由距透鏡90cm處移至距透鏡120cm處的過程中，在光屏上所成的像與透鏡間的距離均約為5cm”，可知當(dāng)物體到凸透鏡的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于二倍焦距時(shí)，像距稍大于焦距，所以透鏡的焦距約為5cm；
（2）由圖2可知，蠟燭和光屏之間的距離為17cm，小于4f，由于蠟燭和光屏之間的距離太小，不能在光屏上成像；
蠟燭和光屏位置不變，要在光屏上成像，需要增強(qiáng)透鏡對(duì)光線的會(huì)聚能力，應(yīng)放置遠(yuǎn)視眼鏡；能在光屏上呈現(xiàn)的一定是實(shí)像；
（3）由圖3可知，蠟燭和光屏之間的距離為6cm，小于像距，成倒立放大的實(shí)像，由光路可逆可知，像距為6cm時(shí)，可成倒立縮小的實(shí)像，凸透鏡的位置70cm-6cm=64cm處，故應(yīng)將凸透鏡像右移動(dòng)64cm-40cm=24cm；
（4）若蠟燭燃燒一段時(shí)間后，蠟燭整體下降，由于通過光心的光線方向不改變，燭焰的像將位于光屏中心的上方；
2f＞u＞f，在屏上像的形狀為倒立放大的實(shí)像，如圖；；
實(shí)像是實(shí)際光線會(huì)聚形成的，此時(shí)凸透鏡成倒立放大實(shí)像，當(dāng)撤去光屏，人眼睛在光屏的位置能看到物體的實(shí)像．
故答案為：（1）5；（2）蠟燭和光屏之間的距離太小；遠(yuǎn)視；實(shí)；（3）右；24；縮��；（4）上；如上圖；能；實(shí)像是實(shí)際光線會(huì)聚形成的．

點(diǎn)評(píng) 探究“凸透鏡成像規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)注意光學(xué)元件的放置和調(diào)整，同時(shí)要熟練掌握凸透鏡成像的規(guī)律，并能夠?qū)��?shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)律性的總結(jié)，會(huì)給問題的解決帶來方便．