Question

在實驗室利用光具座進行“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中，有焦距為48cm、15cm、3cm的三個凸透鏡，你認為選用焦距為________的凸透鏡進行實驗更為恰當．理由是：________．某同學依次把點燃的蠟燭、透鏡、光屏放在光具座上．但是，在實驗中無論怎樣移動光屏都找不到清晰的像，請你幫他們找出一個可能的原因：________．

Answer 1

15cm    48cm焦距太長，像距可能超出光具座的測量范圍，3cm焦距太短，不易操作    燭焰中心、光屏的中心、凸透鏡光心不在同一高度
分析：（1）選用凸透鏡的依據(jù)是光具座的標尺刻度范圍，若透鏡的焦距過大，則有可能出現(xiàn)光具座的端點與凸透鏡之間的距離滿足不了物距或者像距大于二倍焦距這個要求，導致不易觀察物體在凸透鏡中的各種物距下的成像情況．若焦距過小，則會出現(xiàn)研究物體在一倍焦距與二倍焦距之間的成像情況時，改變物體位置，容易超過其范圍：超過二倍焦距，或低于一倍焦距．
（2）光屏上得不到燭焰像的情況有三種：①成的像是虛像，虛像是不會成在光屏上的；②成實像，但由于燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心不在同一高度上，雖然成的是實像，但光屏上顯示不出來；③不成像，當物體位于焦點上，即u=f時，此時不成像，所以光屏上也得不到燭焰的像．
解答：（1）因為實驗室的光具座的長度約為1m，選擇15cm的凸透鏡進行實驗才能方便觀察物距大于2倍焦距，大于1倍焦距小于2倍焦距，小于焦距時的各種成像的規(guī)律．
（2）物體此時距透鏡的距離有可能恰好為一倍焦距，此時物體不成像．所以光屏上沒有清晰的像．
物體此時距透鏡的距離有可能小于一倍焦距，物體成的是正立放大的虛像，由于虛像不是由實際光線會聚而成，所以光屏上也不會有清晰的像．
物體此時的距離即使大于一倍焦距，成實像，若蠟燭、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度上，此時光屏上也不會有清晰的像．故有以下三種可能：
①物體距透鏡的距離為一倍焦距，物體不成像；
②物體距透鏡的距離小于一倍焦距，物體成的是正立放大的虛像；
③蠟燭、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度上；
故答案為：15cm；48cm焦距太長，像距可能超出光具座的測量范圍，3cm焦距太短，不易操作；
燭焰中心、光屏的中心、凸透鏡光心不在同一高度．
點評：焦距是48厘米和3厘米的凸透鏡也能研究凸透鏡成像規(guī)律，只不過是在此題中，由于受光具座長度的制約，而選用了焦距是15厘米的凸透鏡．因此器材的選取，既要滿足實驗要求，又要能夠具體操作．
光屏上沒有清晰的像，并不一定不成實像，有可能成的實像沒有成在光屏上，要注意這個細節(jié)．所以為了防止出現(xiàn)這種現(xiàn)象，在實驗時首先要調(diào)整三者的中心在同一高度上．