Question

18．在學(xué)完凸透鏡成像規(guī)律后，小濱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）為了測(cè)量凸透鏡焦距，他讓一束平行光正對(duì)射向該透鏡，調(diào)節(jié)光屏位置直到光屏上得到一個(gè)最小最亮的光斑；
（2）小濱按照?qǐng)D（2）裝好實(shí)驗(yàn)器材，只移動(dòng)透鏡的情況下，無論怎樣調(diào)節(jié)都不能在光屏上成清晰的像，由此，他猜想造成上述現(xiàn)象的原因是蠟燭和光屏間距離較小；
（3）當(dāng)蠟燭在光具座A處時(shí)，光屏在B處得到了燭焰清晰的像，如圖（3）所示，現(xiàn)將蠟燭由A處向左移動(dòng)s到C處，為再次在光屏上成清晰的像，則他應(yīng)將光屏向左移動(dòng)（選填“左”或“向”），移動(dòng)距離s'＞s（選填“＜”“=”或“＞”）；這次成倒立放大的實(shí)像（填像的特點(diǎn)）．
（4）需佩戴凸透鏡矯正的是遠(yuǎn)視眼，該眼的折光系統(tǒng)焦距大于（填“小于”“等于”或“大于”）正常眼的焦距．

Answer 1

分析 （1）平行于主光軸的光線經(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�。�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．由此可得出s′與s的關(guān)系；
（4）近遠(yuǎn)視眼是由于像呈在視網(wǎng)膜的前方，應(yīng)佩戴會(huì)聚透鏡矯正．

解答 解：（1）讓一束平行于凸透鏡主光軸的光線射向凸透鏡，調(diào)節(jié)光屏位置直到光屏上得到一個(gè)最小最亮的光斑，這點(diǎn)是凸透鏡的焦點(diǎn)；
（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，即u+v≥4f，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，光屏應(yīng)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，物像之距最小．
當(dāng)蠟燭由A處向左移動(dòng)到C處時(shí)，像也向左移動(dòng)，且蠟燭和像都向2f處靠近，結(jié)合下圖可知，物體移動(dòng)的距離s小于像移動(dòng)的距離s′．

（4）遠(yuǎn)視眼是眼睛的晶狀體會(huì)聚能力變?nèi)�，像呈在視網(wǎng)膜的后方，如果要讓成像在視網(wǎng)膜上，需要將光線會(huì)聚一些，即佩戴凸透鏡進(jìn)行矯正；
結(jié)合前面分析可知，遠(yuǎn)視眼的折光系統(tǒng)焦距大于正常眼的焦距，則像成在視網(wǎng)膜的后方．
故答案為：（1）最小最亮的光斑；（2）蠟燭和光屏間距離較��；（3）左；＞；倒立放大；（4）遠(yuǎn)視；大于．

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．