Question

1．在學(xué)完凸透鏡成像規(guī)律后，小明選擇了一塊焦距未知的凸透鏡，對(duì)凸透鏡成像特點(diǎn)作了進(jìn)一步探究．

（1）為測(cè)量凸透鏡焦距，他讓一束平行光正對(duì)射向該透鏡，須調(diào)節(jié)光屏位置直到在屏上得到一個(gè)最小、最亮的光斑．圖1是調(diào)節(jié)完成的狀態(tài)，該透鏡的焦距f=10.0cm；
（2）小明按圖2組裝好實(shí)驗(yàn)裝置．在只移動(dòng)透鏡的情況下，他發(fā)現(xiàn)都不能在光屏上成清晰的像．由此，你猜想造成上述現(xiàn)象的原因是蠟燭和光屏間距離較小；（3）、；．．
（3）如圖3所示，蠟燭在光具座上A處時(shí)，可在B處的光屏上成一清晰的像，所成像為倒立、放大的實(shí)像．若把蠟燭從A處向左移動(dòng)距離s₁到C，為在光屏上再次成清晰的像，則他應(yīng)將光屏向左移動(dòng)，移動(dòng)距離s₂＞s₁．
（4）若調(diào)整后各個(gè)原件大致位置如圖3，此時(shí)在光屏上能成清晰的想，一不小心小明將光屏弄壞了，這時(shí)他想直接用眼睛來(lái)看成像的特點(diǎn)，則他應(yīng)該在B（原來(lái)光屏處）的左（左/右）區(qū)域用眼睛正對(duì)著透鏡，若此時(shí)他保持透鏡的位置不變，將光屏和蠟燭的位置調(diào)換一下，則他將看到是倒立、縮小實(shí)像．（填像的性質(zhì)）

Answer 1

分析 （1）平行于主光軸的光線(xiàn)經(jīng)凸透鏡折射后會(huì)聚在主光軸上一點(diǎn)，這點(diǎn)是凸透鏡的焦點(diǎn)．焦點(diǎn)到光心的距離是凸透鏡的焦距．
（2）根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律中像距和物距的關(guān)系，當(dāng)u=2f，成倒立、等大的實(shí)像，此時(shí)v=2f；
（3）根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律中像距和物距的關(guān)系可確定像的性質(zhì)；凸透鏡成像時(shí)，物距增大，像距減�。�
凸透鏡成像時(shí)，當(dāng)物距等于2f，此時(shí)像距也為2f，物像之距最小．當(dāng)由A處向左移動(dòng)時(shí)，由于物體向2f處靠近，所以物像之距在減�。�由此可得出s₂與s₁的關(guān)系．
（4）眼球相當(dāng)于凸透鏡，對(duì)光有會(huì)聚作用，據(jù)此解答；
根據(jù)凸透鏡成像中的：
u＞2f，成倒立、縮小的實(shí)像，2f＞v＞f．
2f＞u＞f，成倒立、放大的實(shí)像，v＞2f．即可解答此題．

解答 解：
（1）讓一束平行于凸透鏡主光軸的光線(xiàn)經(jīng)過(guò)凸透鏡后，在光屏上形成了一個(gè)最小、最亮的光斑，這點(diǎn)是凸透鏡的焦點(diǎn)，由圖1可知：焦點(diǎn)到光心的距離是25.0cm-15.0cm=10.0cm，所以凸透鏡的焦距是10.0cm．
（2）由圖2可知，此時(shí)u=2f，在只移動(dòng)透鏡的情況下，當(dāng)物距u=2f，成倒立、等大的實(shí)像，此時(shí)v=2f，但光屏的位置就不符合v=2f；
當(dāng)2f＞u＞f時(shí)，成倒立、放大的實(shí)像，此時(shí)v＞2f，同樣光屏的位置也不符合v＞2f；因此都不能在光屏上成清晰的像．要想在光屏上得到像，就得將光屏遠(yuǎn)離透鏡，因此造成都不能在光屏上成清晰的像的原因是蠟燭和光屏間距離較�。�
（3）由圖3可知，物距小于像距，由凸透鏡成像規(guī)律可知，可在B處的光屏上成一清晰的像，所成像為倒立、放大的實(shí)像；凸透鏡位置不變，蠟燭向左移動(dòng)，物距增大，像距減小，光屏向左移動(dòng)才能接到清晰的像．當(dāng)物距等于2f，此時(shí)像距也為2f，物像之距最�。�當(dāng)由A處向左移動(dòng)時(shí)，由于物體向2f處靠近，所以物像之距在減小，因?yàn)槲矬w向左移動(dòng)，像也向左移動(dòng)，所以物體移動(dòng)的距離s₁小于像移動(dòng)的距離s₂．
（4）當(dāng)直接用眼睛來(lái)看成像的特點(diǎn)時(shí)，根據(jù)眼球的作用可知，對(duì)光有會(huì)聚作用，所以要看到燭焰清晰的像，他應(yīng)該在B的左區(qū)域用眼睛正對(duì)著透鏡觀(guān)看；
已知物距小于像距，由凸透鏡成像規(guī)律可知，在光屏上能成倒立、放大的實(shí)像，此時(shí)v＞2f；
若保持凸透鏡的位置不動(dòng)，將蠟燭和光屏互換一下位置，則u＞2f，根據(jù)光路是可逆的，由凸透鏡成像規(guī)律可知，成倒立、縮小的實(shí)像．
故答案為：（1）最小最亮；10.0；（2）蠟燭和光屏間距離較�。唬�3）倒立、放大；左；＞；（4）左；倒立、縮小．

點(diǎn)評(píng) 此題主要探究凸透鏡成像的規(guī)律，一定要掌握物體、像、物距、像距之間的大小關(guān)系，并做到舉一反三．