Question

14．小明用凸透鏡、蠟燭、光屏和光具座等器材，探究凸透鏡成像的規(guī)律．

（1）如甲圖所示，讓一束平行光正對著凸透鏡，移動光屏，直到在光屏上得到一個(gè)最小、最亮的光斑．由此可得出該凸透鏡的焦距為10cm；
（2）如乙圖所示，把蠟燭、凸透鏡、光屏依次放在光具座上，點(diǎn)燃蠟燭，將燭焰、凸透鏡、光屏三者中心調(diào)到同一高度．當(dāng)蠟燭距離凸透鏡35cm時(shí)，移動光屏，可在光屏上得到一個(gè)清晰倒立、縮小（選填“放大”或“縮小”）的實(shí)像．若對換蠟燭和光屏的位置，光屏上仍能得到一個(gè)清晰的像，據(jù)此原理，人們制成的光學(xué)儀器是投影儀（幻燈機(jī)）；
（3）如乙圖所示，把凸透鏡換成焦距為30cm的，保持蠟燭和凸透鏡的位置不變，移動光屏，在光屏上能（選填“能”或“不能”）得到一個(gè)清晰的像，原因是物距大于一倍焦距，成實(shí)像．
（4）當(dāng)光屏上得到一個(gè)倒立縮小的實(shí)像時(shí)，保持透鏡的位置不變，要使屏上的像變大些，應(yīng)將蠟燭靠近透鏡，將光屏遠(yuǎn)離透鏡．（選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）
（5）當(dāng)光屏上得到一個(gè)清晰的像時(shí)，小華將一近視眼鏡緊貼在凸透鏡的前面，要在光屏上再次得到清晰的像，應(yīng)將光屏向遠(yuǎn)離（選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）透鏡方向移動．

Answer 1

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）在實(shí)驗(yàn)中，為使像能成在光屏的中心，應(yīng)調(diào)整燭焰、凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心大致在同一高度；
物距大于像距，凸透鏡成倒立縮小的實(shí)像；物距小于像距，凸透鏡成倒立縮放大的實(shí)像，幻燈機(jī)或投影儀都是根據(jù)這個(gè)原理制成的．
（3）根據(jù)物距大于1倍焦距小于2倍焦距，成倒立放大的實(shí)像，進(jìn)行分析．
（4）成實(shí)像時(shí)，物距越大，像距越小，成的像也越��；物距越小，像距越大，成的像也越大．由此分析解答像要變大時(shí)蠟燭和光屏的移動；
（5）近視眼鏡是凹透鏡，對光線有發(fā)散作用，由此分析像距變化情況．

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40.0cm-30.0cm=10.0cm，所以凸透鏡的焦距是10.0cm．
（2）在做實(shí)驗(yàn)的過程中，調(diào)整凸透鏡和光屏的高度，使?fàn)T焰、凸透鏡和光屏三者中心大致在同一高度，是為使?fàn)T焰的像成在光屏的中心；
蠟燭距凸透鏡的距離為35cm，則物距大于2f，則可在光屏上得到倒立縮小的實(shí)像，此時(shí)像距處于f和2f之間；
若對換蠟燭和光屏的位置，則物距處于f和2f之間，凸透鏡成倒立放大的實(shí)像，幻燈機(jī)或投影儀都是根據(jù)這個(gè)原理制成的；
（3）把凸透鏡換成焦距為30cm的，物距為35cm，大于1倍焦距小于2倍焦距，此時(shí)凸透鏡成倒立、放大的實(shí)像，所以在光屏上能得到蠟燭的像．
（4）光屏上得到一個(gè)倒立縮小的實(shí)像時(shí)，保持透鏡的位置不變，要使屏上的像變大些，應(yīng)減小物距，增大像距，即應(yīng)將蠟燭靠近透鏡，光屏遠(yuǎn)離透鏡移動．
（5）近視眼鏡是凹透鏡，凹透鏡對光線有發(fā)散作用，如果此時(shí)把近視眼鏡放在該凸透鏡前，使原來會聚成像的光線推遲會聚，所以要想接到清晰的像，光屏要遠(yuǎn)離透鏡．
故答案為：（1）10；
（2）同一高度；縮��；投影儀（幻燈機(jī)）；
（3）能；物距大于一倍焦距，成實(shí)像；
（4）靠近；遠(yuǎn)離；
（5）遠(yuǎn)離．

點(diǎn)評 要解決有關(guān)凸透鏡成像的問題，首先要掌握凸透鏡成像特點(diǎn)與物距、像距的關(guān)系，并自己進(jìn)行總結(jié)一些規(guī)律性的知識，例如通過像距和物距的大小關(guān)系來判斷像和物體的大小關(guān)系，根據(jù)物近像遠(yuǎn)像變大的特點(diǎn)來判斷像的變化及像距的變化等．