Question

14．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(duì)凸透鏡成像特點(diǎn)作了進(jìn)一步探究．

（1）為了測(cè)量凸透鏡焦距，他讓一束平行光正對(duì)射向該凸透鏡，調(diào)節(jié)光屏位置直到光屏上得到一個(gè)最小最亮的光斑．圖1是調(diào)整完成的狀態(tài)，該凸透鏡焦距f=10cm；
（2）小濱按照?qǐng)D2裝好實(shí)驗(yàn)器材，在只移動(dòng)透鏡的情況下，無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)都不能在光屏上成清晰的像，造成上述現(xiàn)象的原因是蠟燭到光屏之間的距離太小；
（3）經(jīng)過(guò)調(diào)整，解決了上述問(wèn)題后開始實(shí)驗(yàn)探究．如圖3所示，蠟燭在圖示位置時(shí)，光屏上呈現(xiàn)出清晰的像，現(xiàn)將蠟燭由圖示位置移到圖中的A處，為再次在光屏上成清晰的像，則他應(yīng)將光屏向右（左/右）移動(dòng)；再次形成的像是倒立放大（放大/縮小/等大）的實(shí)像，生活中的投影儀（電影機(jī)、幻燈機(jī)）就是利用這一原理制成的．　　
（4）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，蠟燭在燃燒中不斷縮短，導(dǎo)致光屏上的像向上（上/下）移動(dòng)．
（5）再把蠟燭移到某點(diǎn)處，無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)光屏，光屏上始終接收不到像，是因?yàn)閡＜f，成的是正立放大的虛像，要想看到這個(gè)像，小濱應(yīng)如何操作：拿掉光屏，透過(guò)凸透鏡觀察蠟燭．

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）凸透鏡成像規(guī)律：物距小于焦距成正立放大虛像．應(yīng)用是放大鏡．
物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大實(shí)像，像距大于二倍焦距．
物距等于二倍焦距成倒立等大實(shí)像，像距等于二倍焦距．
物距大于二倍焦距成倒立縮小實(shí)像，像距大于一倍焦距小于二倍焦距．
（4）據(jù)凸透鏡成像的過(guò)程可知，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中蠟燭燃燒不斷縮短，導(dǎo)致光屏上的像向上移動(dòng)；
（5）當(dāng)物體處于一倍焦距之內(nèi)時(shí)，成的是一個(gè)正立、放大的虛像，而虛像不能在光屏上呈現(xiàn)；此時(shí)物像在同一側(cè)．

解答 解：（1）讓一束平行于凸透鏡主光軸的光線經(jīng)過(guò)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25cm-15cm=10cm，所以凸透鏡的焦距是10cm．
（2）由圖2可知，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）把燭焰向A移動(dòng)的過(guò)程中，此時(shí)的物距減小，故像距應(yīng)該增大，為了使像清晰，應(yīng)該把光屏向右移動(dòng)；
蠟燭放在A點(diǎn)，2f＞u＞f，成倒立、放大的實(shí)像．幻燈機(jī)或投影儀就是利用該原理制成的；
（4）蠟燭不斷燃燒，燭焰不斷降低，過(guò)光心的光線不改變方向，像的位置向上移動(dòng)；
（5）再把蠟燭移到某點(diǎn)時(shí)，由凸透鏡成像規(guī)律可知，此時(shí)物體可能處于一倍焦距之內(nèi)時(shí)，成的是一個(gè)正立、放大的虛像，而且物像在同一側(cè)，因此要想看到這個(gè)像，應(yīng)從凸透鏡的右側(cè)透過(guò)凸透鏡去觀察．
故答案為：
（1）最小最亮；10；
（2）蠟燭到光屏之間的距離太��；
（3）右；放大；投影儀（電影機(jī)、幻燈機(jī)）；
（4）上；
（5）u＜f，成的是正立放大的虛像；拿掉光屏，透過(guò)凸透鏡觀察蠟燭．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查了凸透鏡成像的規(guī)律及應(yīng)用，要熟練掌握規(guī)律的內(nèi)容，并能夠做到靈活運(yùn)用．同時(shí)考查了對(duì)倒立實(shí)像的理解，要知道像與物不僅上下相反，而且左右相反．