Question

13．某實(shí)驗(yàn)小組用焦距為10cm的凸透鏡合作探究“凸透鏡成像規(guī)律”．

（1）在探究過(guò)程中，他們將蠟燭、凸透鏡、光屏固定在光具座上，點(diǎn)燃蠟燭后，沿光具座無(wú)論怎樣移動(dòng)光屏，在光屏上始終得不到燭焰的像，你認(rèn)為可能的原因是燭焰中心、凸透鏡光心、光屏中心不在同一高度．（寫(xiě)出一條即可）
（2）上述問(wèn)題解決后，他們將蠟燭、凸透鏡固定在光具座如圖位置，移動(dòng)光屏后得到燭焰清晰、完整的像，該像是倒立、縮小的像．利用此原理工作的光學(xué)儀器有照相機(jī)．接下來(lái)他們保持蠟燭和光屏的位置不動(dòng)，將凸透鏡向蠟燭的方向移動(dòng)10cm，光屏上再次出現(xiàn)了一個(gè)倒立、放大的實(shí)像．
（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中由于蠟燭燃燒變短，使蠟燭的像成在了光屏中心的上方，要使像成在光屏的中心，只調(diào)節(jié)凸透鏡，應(yīng)將凸透鏡向下調(diào)．

Answer 1

分析 （1）光屏上得不到燭焰像的情況有三種：①成的像是虛像，虛像是不會(huì)成在光屏上的；②成實(shí)像，但由于燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心不在同一高度上，雖然成的是實(shí)像，但光屏上顯示不出來(lái)；③不成像，當(dāng)物體位于焦點(diǎn)上，即u=f時(shí)，此時(shí)不成像，所以光屏上也得不到燭焰的像．
（2）凸透鏡成像的四種情況：
①U＞2f時(shí)，在凸透鏡的另一側(cè)得到倒立、縮小的實(shí)像，f＜v＜2f．
②U=2f時(shí)，在凸透鏡的另一側(cè)得到倒立、等大的實(shí)像，v=2f．
③2f＞U＞f時(shí)，在凸透鏡的另一側(cè)得到倒立、放大的實(shí)像，v＞2f．
④U＜f時(shí)，蠟燭的同側(cè)得到正立、放大的虛像，v＞u．
（3）蠟燭燃燒，燭焰向下移動(dòng)，光屏位置不變，要使像成在光屏中央位置，根據(jù)光線過(guò)光心不改變方向，凸透鏡中心在燭焰中心和光屏中心連接上，可以判斷凸透鏡的移動(dòng)方向，同時(shí)也可以判斷燭焰中心在主光軸的方位．

解答 解：（1）在做凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先要調(diào)整三者的中心在同一高度上，這樣做的目的就是為了保證使?fàn)T焰的像能夠成在光屏上，所以當(dāng)調(diào)整光屏的位置始終光屏上沒(méi)有像時(shí)，首先要想到這種可能．其次利用實(shí)像與虛像的區(qū)別，再考慮成的是虛像這種可能．
（2）此時(shí)物距為25cm，而焦距為10cm，物距大于2倍焦距，所以成的像是倒立、縮小的實(shí)像，應(yīng)用這一原理制成的光學(xué)儀器有照相機(jī)；保持蠟燭和光屏的位置不動(dòng)，將凸透鏡向蠟燭的方向移動(dòng)10cm，此時(shí)物距小于像距，成倒立、放大的實(shí)像．
（3）由于蠟燭燃燒變短，根據(jù)光線過(guò)光心不改變方向，像向光屏的上方移動(dòng)，要使像成在光屏的中央位置，凸透鏡向下移動(dòng)．由于凸透鏡中心在燭焰中心和光屏中心連接上，所以調(diào)好后，燭焰中心在凸透鏡主光軸的下方．
故答案為：（1）燭焰中心、凸透鏡光心、光屏中心不在同一高度；（2）倒立；縮��；照相機(jī)；放大；（3）下．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)，考查了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的要求．一定要注意實(shí)驗(yàn)前的調(diào)整工作．為使像成在光屏的中央，應(yīng)使凸透鏡、燭焰、光屏的中心大致在同一高度處．凸透鏡的主光軸永遠(yuǎn)隨著凸透鏡的上下移動(dòng)而移動(dòng)，對(duì)于燭焰在凸透鏡主光軸的哪個(gè)位置，畫(huà)圖說(shuō)明很容易理解．