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，對凸透鏡成像特點作了進(jìn)一步探究．

（1）為了測量凸透鏡焦距，他讓一束平行光正對射向該透鏡，調(diào)節(jié)光屏位置直到光屏上得到一個最小最亮的光斑；
（2）小濱按照圖（2）裝好實驗器材，只移動透鏡的情況下，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�。�
（3）當(dāng)蠟燭在光具座A處時，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（選填“左”或“向”），移動距離s'＞s（選填“＜”“=”或“＞”）；這次成倒立放大的實像（填像的特點）．
（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)凸透鏡折射后會聚在主光軸上一點，這點是凸透鏡的焦點．焦點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��；
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�。�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最小最亮的光斑，這點是凸透鏡的焦點；
（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、等大的實像，此時v=2f，但光屏的位置就不符合v=2f；
當(dāng)2f＞u＞f時，成倒立、放大的實像，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，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小．
（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、放大的實像；
凸透鏡位置不變，蠟燭向左移動，物距增大，像距減小，光屏應(yīng)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�。�
當(dāng)蠟燭由A處向左移動到C處時，像也向左移動，且蠟燭和像都向2f處靠近，結(jié)合下圖可知，物體移動的距離s小于像移動的距離s′．

（4）遠(yuǎn)視眼是眼睛的晶狀體會聚能力變?nèi)酰�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小；（3）左；＞；倒立放大；（4）遠(yuǎn)視；大于．

點評 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．