Question

13．實(shí)驗(yàn)前先要測(cè)量凸透鏡的焦距．
（1）小雷回想起白光經(jīng)三棱鏡后，光屏上自上而下出現(xiàn)了紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫的色帶（如圖1），受此啟發(fā)，于是他分別用紅光和藍(lán)光來(lái)進(jìn)行圖甲的實(shí)驗(yàn)，結(jié)論是：對(duì)同一凸透鏡，紫（紅/紫）光入射時(shí)的焦距小些．

（2）物理興趣小組想知道某只透鏡的焦距f為多少，做實(shí)驗(yàn)甲，鏡面垂直于陽(yáng)光，在透鏡下面放上白紙（紙、鏡平行），測(cè)出透鏡與白紙間距s/cm與對(duì)應(yīng)的白紙被烤焦的時(shí)間t/min，繪出圖線乙，可判斷該透鏡的焦距f為12cm；
（3）小華測(cè)焦距f時(shí)，將凸透鏡正對(duì)太陽(yáng)，在透鏡下方的白紙上呈現(xiàn)一光斑時(shí)，測(cè)得光斑到透鏡的距離為l，將白紙?jiān)龠h(yuǎn)離透鏡一段距離，發(fā)現(xiàn)白紙上又出現(xiàn)了相同大小的光斑，則l小于f（選填“大于”、“等于”或“小于”）．

Answer 1

分析 （1）由圖可以看出：紅光的偏折程度小，紫光的偏折程度大，即紅光折射能力弱、紫光折射能力強(qiáng)．
（2）根據(jù)圖乙找出白紙被烤焦的最短時(shí)間，所對(duì)應(yīng)的透鏡與白紙間距即為焦距；
（3）平行光線經(jīng)過(guò)凸透鏡折射后可會(huì)聚在焦點(diǎn)，此時(shí)成一個(gè)最小最亮的光斑，成等大的光斑，光屏可能在焦點(diǎn)前后位置．

解答 解：（1）三棱鏡相當(dāng)于一部分凸透鏡，不同顏色的光的折射本領(lǐng)不同，所以經(jīng)三棱鏡后的偏折程度不同．故用紅光和紫光平行于同一個(gè)凸透鏡的主光軸射入，紅光、紫光對(duì)凸透鏡的焦距不相同．紅色光對(duì)凸透鏡的焦距大，紫光偏折程度大，其焦距較短．
（2）由圖乙可知，當(dāng)透鏡與白紙間距s=12cm時(shí)，白紙被烤焦的時(shí)間t=4min，所用的時(shí)間最短，
說(shuō)明太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)凸透鏡會(huì)聚后該點(diǎn)的溫度最高，這個(gè)點(diǎn)就是凸透鏡的焦點(diǎn)，則測(cè)出透鏡與白紙間距即為焦距f=12cm．
（3）將白紙?jiān)龠h(yuǎn)離透鏡一段距離，發(fā)現(xiàn)白紙上又出現(xiàn)了相同大小的光斑，說(shuō)明開(kāi)始光屏在焦點(diǎn)前，后一次在焦點(diǎn)后，即l小于f．
故答案為：（1）紫；（2）12cm；（3）小于．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查凸透鏡成像規(guī)律及其應(yīng)用、焦距的測(cè)量和圖象的分析能力，解決此題的關(guān)鍵是通過(guò)圖象確定凸透鏡的焦距，有一定的難度．