Question

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，對凸透鏡成像特點(diǎn)作了進(jìn)一步探究．

（1）為測量凸透鏡焦距，他讓一束平行光正對射向該透鏡，須調(diào)節(jié)光屏位置直到在屏上得到一個______的光斑．圖1是調(diào)節(jié)完成的狀態(tài)，該透鏡的焦距f=______cm；
（2）小明按圖2組裝好實(shí)驗(yàn)裝置．在只移動透鏡的情況下，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______；
（3）如圖3所示，蠟燭在光具座上A處時，可在B處的光屏上成一清晰的像，所成像為______的實(shí)像．若把蠟燭從A處向左移動距離s到C，為在光屏上再次成清晰的像，則他應(yīng)將光屏向______移動，移動距離s′______s．

Answer 1

解：（1）讓一束平行于凸透鏡主光軸的光線經(jīng)過凸透鏡后，在光屏上形成了一個最小、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25cm-15cm=10cm，所以凸透鏡的焦距是10cm．
（2）由圖2可知，此時u＞2f，在只移動透鏡的情況下，當(dāng)物距u＞2f，成倒立、縮小的實(shí)像，此時2f＞v＞f，但光屏的位置就不符合2f＞v＞f；
當(dāng)當(dāng)2f＞u＞f時，成倒立、放大的實(shí)像，此時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，物距增大，像距減小，光屏向左移動才能接到清晰的像．當(dāng)物距等于2f，此時像距也為2f，物像之距最小．當(dāng)由A處向左移動時，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，像也向左移動，所以物體移動的距離s小于像移動的距離s′．
故答案為：（1）最小最亮；10；（2）蠟燭和光屏間距離較��；（3）倒立、放大；左；＞．
分析：（1）平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后會聚在主光軸上一點(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、縮小的實(shí)像，此時2f＞v＞f；當(dāng)2f＞u＞f時，成倒立、放大的實(shí)像，此時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，物距增大，像距減小；
凸透鏡成像時，當(dāng)物距等于2f，此時像距也為2f，物像之距最�。�當(dāng)由A處向左移動時，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．
點(diǎn)評：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．