Question

4．在學(xué)完凸透鏡成像規(guī)律后，小亮選擇了一塊焦距未知的凸透鏡，對(duì)凸透鏡成像特點(diǎn)做了進(jìn)一步探究（如圖所示）

（1）為測量凸透鏡焦距，他讓一束平行光正對(duì)射向該透鏡，需調(diào)節(jié)光屏位置直到在屏上得到一個(gè)最小、最亮的光斑．圖甲是調(diào)節(jié)完成的狀態(tài)，該透鏡的焦距f=10.0cm；
（2）小亮按圖乙組裝好實(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��；
（3）當(dāng)蠟燭在光具座上A處時(shí)，光屏在B處的光屏上成一清晰的像，如圖所示，現(xiàn)將蠟燭從A處向左移動(dòng)距離s到C，為再次成清晰的像，則他應(yīng)將光屏向左（填“左”或“右”）移動(dòng)，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)）．

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，所以物像之距在減小．二者變化的幅度不相等，由此可得出s′與s的關(guān)系．

解答 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(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）由圖乙可知，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）由圖丙可知，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)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)，像距變化大于物距變化，所以物體移動(dòng)的距離s小于像移動(dòng)的距離s′．此時(shí)，蠟燭在一倍焦距和二倍焦距之間，由凸透鏡成像規(guī)律可知，在光屏上成一清晰的像，所成像為倒立、放大的實(shí)像；
故答案為：（1）最小、最亮的光斑；10.0；（2）蠟燭和光屏間距離較小；（3）左；＞；倒立、放大．

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．