Question

學習了光學知識后，小明對有關實驗進行了思考和創新：
（1）用如圖甲所示的裝置研究光的反射規律，其中有一個可沿虛線折轉的光屏．
①光屏在實驗中的作用是：______；______．
②實驗時，光屏應如何放置？______．
（2）如圖乙所示，在探究平面鏡成像規律實驗中，
①小明采用透明玻璃板代替平面鏡來完成探究活動，雖然不如平面鏡清晰，但卻 能在觀察到A蠟燭像的同時，也能觀察到B蠟燭，這是為了能確定像的______．
②當點燃的蠟燭放在玻璃板前20cm的A處時，玻璃板后B處的蠟燭好像也被點燃了；移去B處的蠟燭，取一光屏放在B處，發現光屏上并沒有出現蠟燭的像，這說明平面鏡所成的像是______像．
③小明將玻璃板移去，在玻璃板位置放一凸透鏡，B處放一光屏，發現光屏上恰好成清晰的倒立、等大的燭焰像，則該凸透鏡的焦距是______cm．

Answer 1

解：（1）①我們不便于直接觀察光的傳播路徑，即光線，但光線能顯示在光屏上，我們可以借助光屏來顯示光的傳播路徑；
將光屏的左半部分向前后翻折，就不會看到反射光線，只有當整個光屏為一平面時，才能夠看到反射光線，因此借助光屏可以探究入射光線、反射光線和法線是否共面；
②要使入射光線與反射光線能呈現在光屏上，光屏應與鏡面垂直；
（2）①為了確定像的位置，讓蠟燭A的像和蠟燭B重合，既能觀察到A蠟燭像的同時，也能觀察到B蠟燭，實驗中要使用透明的玻璃板．
②移去B處的蠟燭，取一光屏放在B處，發現光屏上并沒有出現蠟燭的像，這說明平面鏡所成的像是虛像；
③小明將玻璃板移去，在玻璃板位置放一凸透鏡，B處放一光屏，發現光屏上恰好成清晰的倒立、等大的燭焰像，說明像距等于物距等于二倍焦距，故f=×20cm=10cm．
故答案為：（1）①顯示光的傳播路徑；探究入射光線、反射光線、法線是否在同一平面內．②光屏與鏡面垂直；（2）①位置；②虛；③10．
分析：（1）①從觀察光的傳播路徑和探究入射光線、反射光線和法線的關系進行分析；
②由實驗圖示可知，入射光線、法線與反射光線與鏡面垂直，要使入射光線與反射光線能呈現在光屏上，光屏應與鏡面垂直．
（2）①像的位置用蠟燭B與蠟燭A的像重合來確定．實驗中既能看到物體A的像，又能看到蠟燭B，要采用透明的玻璃板．
②實像能用光屏來承接，虛像不能用光屏來承接；
③當物距等于二倍焦距時，像距也為二倍焦距，成倒立等大的實像．
點評：明確實驗器材的選擇和操作目的，如為何選擇兩個相同的蠟燭、為何選擇刻度尺、為何要使玻璃板和桌面垂直、為何要進行多次測量等，明確這些選擇和操作，才能使實驗進行具有目的性．