Question

4．在學完凸透鏡成像規律后，小亮選擇了一塊焦距未知的凸透鏡，對凸透鏡成像特點做了進一步探究（如圖所示）

（1）為測量凸透鏡焦距，他讓一束平行光正對射向該透鏡，需調節光屏位置直到在屏上得到一個最小、最亮的光斑．圖甲是調節完成的狀態，該透鏡的焦距f=10.0cm；
（2）小亮按圖乙組裝好實驗裝置．在只移動透鏡的情況下，他發現都不能在光屏上成清晰的像．由此，你猜想造成上述現象的原因是蠟燭和光屏間距離較��；
（3）當蠟燭在光具座上A處時，光屏在B處的光屏上成一清晰的像，如圖所示，現將蠟燭從A處向左移動距離s到C，為再次成清晰的像，則他應將光屏向左（填“左”或“右”）移動，移動距離s′＞s（選填“＞”、“＜”或“=”），這次成倒立放大的實像．（填像的特點）．

Answer 1

分析 （1）平行于主光軸的光線經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）根據凸透鏡成像規律中像距和物距的關系，當u=2f，成倒立、等大的實像，此時v=2f；
（3）根據凸透鏡成像規律中像距和物距的關系可確定像的性質；凸透鏡成像時，物距增大，像距減�。划斢葾處向左移動時，由于物體向2f處靠近，所以物像之距在減�。�二者變化的幅度不相等，由此可得出s′與s的關系．

解答 解：（1）讓一束平行于凸透鏡主光軸的光線經過凸透鏡后，在光屏上形成了一個最小、最亮的光斑，這點是凸透鏡的焦點，由圖1可知：焦點到光心的距離是25.0cm-15.0cm=10.0cm，所以凸透鏡的焦距是10.0cm．
（2）由圖乙可知，此時u=2f，在只移動透鏡的情況下，當物距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）由圖丙可知，凸透鏡位置不變，蠟燭向左移動，物距增大，像距減小，光屏向左移動才能接到清晰的像．當由A處向左移動時，由于物體向2f處靠近，所以物像之距在減小，因為物體向左移動，像也向左移動，像距變化大于物距變化，所以物體移動的距離s小于像移動的距離s′．此時，蠟燭在一倍焦距和二倍焦距之間，由凸透鏡成像規律可知，在光屏上成一清晰的像，所成像為倒立、放大的實像；
故答案為：（1）最小、最亮的光斑；10.0；（2）蠟燭和光屏間距離較�。唬�3）左；＞；倒立、放大．

點評 此題主要探究凸透鏡成像的規律，一定要掌握物體、像、物距、像距之間的大小關系，并做到舉一反三．