Question

在學(xué)完凸透鏡成像規(guī)律后，小明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）為測(cè)量凸透鏡焦距，他讓一束平行光正對(duì)射向該透鏡，須調(diào)節(jié)光屏位置直到在屏上得到一個(gè)

 

的光斑．圖1是調(diào)節(jié)完成的狀態(tài)，該透鏡的焦距f=

 

cm；
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)凸透鏡與光屏的高度已調(diào)好，但燭焰在光屏上像的位置偏高，要想成如圖2狀態(tài)使像成在光屏中央，應(yīng)調(diào)節(jié)蠟燭使?fàn)T焰向

 

（填“上”或“下”）移動(dòng)．
（3）小明調(diào)整好實(shí)驗(yàn)裝置后，無論怎樣移動(dòng)光屏都得不到清晰的像，由此，你猜想造成上述現(xiàn)象的原因是

 

．
（4）如圖3所示，蠟燭在光具座上A處時(shí)，可在B處的光屏上成一清晰的像，所成像為

 

的實(shí)像．當(dāng)發(fā)光物體在A處時(shí)，物與像之間的距離為S₁，當(dāng)發(fā)光物體向左移動(dòng)到C處時(shí)，物與像之間的距離為S₂，為在光屏上再次成清晰的像，則他應(yīng)將光屏向

 

移動(dòng)，則S₁

 

S₂．（選填“＞”、“=”或“＜”）
（5）小李在“探究凸透鏡成像規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，用裝有6個(gè)發(fā)光二極管的有方格的白紙板做發(fā)光物體，如圖4所示．又用這種有同樣大小方格的白紙板做光屏，用這種發(fā)光物體如圖4和光屏做實(shí)驗(yàn)，最主要的一條優(yōu)點(diǎn)是：

 

；
（6）小李探究完凸透鏡成像規(guī)律后，接著又做了一個(gè)觀察實(shí)驗(yàn)．如圖5發(fā)光體位置不變，取下光屏，當(dāng)眼睛在原光屏處會(huì)看到發(fā)光體的像嗎？

 

，眼睛靠近凸透鏡，是否能看到像？

 

．眼睛從原光屏位置遠(yuǎn)離凸透鏡，是否能看到像？

 

（填“能看到”或是“不能看到”）

Answer 1

分析：（1）平行于主光軸的光會(huì)聚于主光軸上一點(diǎn)，這一點(diǎn)叫焦點(diǎn)，焦點(diǎn)到光心的距離叫焦距．
（2）根據(jù)光線過透鏡的光心不改變方向，判斷蠟燭變短后，像的移動(dòng)方向．
（3）在光屏上得不到清晰像的可能有多種：物體是否成像；若成像，是否成的是實(shí)像；即使成的是實(shí)像，三者的中心是否在同一高度．從以上幾個(gè)方面考慮去解決此題．
（4）要解決此題，需要掌握凸透鏡成像的規(guī)律．知道物體成倒立縮小的實(shí)像時(shí)，物距大于二倍焦距，而像距在一倍焦距和二倍焦距之間；且物距增大時(shí)，像距無限靠近一倍焦距．
（5）要解決此題，需要將發(fā)光二極管與燭焰比較，找出其優(yōu)點(diǎn)．發(fā)光二極管的亮度更大，更容易觀察其像．同時(shí)其形狀規(guī)則，利用方格紙，更容易比較像與物的大小．
（6）要解決此題，需要掌握實(shí)像的概念．知道實(shí)像是實(shí)際光線會(huì)聚成的．要知道在像點(diǎn)之前光線還未會(huì)聚成像．

解答：解：（1）一束平行于凸透鏡主光軸的光線通過凸透鏡后，在光屏上形成了一個(gè)最小、最亮的光斑，最小、最亮的光斑就是焦點(diǎn)．由圖可知，焦距為：10.0cm．
（2）蠟燭變短后，燭焰的位置向下移動(dòng)，根據(jù)光線過透鏡的光心不改變方向，像的位置向上移動(dòng)．
（3）前面的（2）已經(jīng)說明實(shí)驗(yàn)時(shí)凸透鏡與光屏的高度已調(diào)好，因此無論怎樣移動(dòng)光屏都得不到清晰的像的原因是U＜f或U=f；
（4）由圖知：物體成的是倒立放大的實(shí)像，那么物距在一倍焦距和二倍焦距之間，而像距大于二倍焦距．
此時(shí)，當(dāng)物距不斷增大時(shí)，像距會(huì)無限的靠近一倍焦距，但永遠(yuǎn)達(dá)不到一倍焦距處，因此物體向左移動(dòng)的幅度要大于像向左移動(dòng)的幅度；所以，當(dāng)發(fā)光物體放置在C點(diǎn)時(shí)，物像之間的距離會(huì)相應(yīng)的增大；
（5）這種發(fā)光體的亮度大，成的像更清晰，同時(shí)其形狀規(guī)則，利用方格紙更容易比較像與物的大�。�
（6）因?yàn)榭吹降南袷堑沽⒌�，所以是�?shí)像，成像點(diǎn)在凸透鏡的右側(cè)；發(fā)光物體發(fā)出的光線經(jīng)凸透鏡折射后是會(huì)聚的，經(jīng)過成像點(diǎn)后是發(fā)散的．所以眼睛必須在成像點(diǎn)以外的光線發(fā)散區(qū)域才能看到這個(gè)像．所以當(dāng)眼睛在原光屏處不能看到發(fā)光體的像，眼睛靠近凸透鏡也不能看到像，當(dāng)眼睛從原光屏位置遠(yuǎn)離凸透鏡，能看到像．
故答案為：（1）最小最亮； 10.0；（2）上； 
（3）U＜f 或 U=f；        
（4）倒立放大；左；＞；
（5）便于比較像與物的大小；         
（6）不能看到；不能看到；能看到．

點(diǎn)評(píng)：本題中所提供的實(shí)驗(yàn)裝置較為新穎，很值得推廣和借鑒．這是一個(gè)有一定創(chuàng)新性的裝置，利用這一裝置更容易比較像與物體的大小、倒正的關(guān)系．本題考查的知識(shí)都非常簡(jiǎn)單，是有關(guān)凸透鏡成像的基本原理，是我們應(yīng)該重點(diǎn)掌握的．