Question

（2009?阜陽(yáng)模擬）在實(shí)驗(yàn)室利用光具座進(jìn)行“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，有焦距為48cm、15cm、3cm的三個(gè)凸透鏡，你認(rèn)為選用焦距為

15cm

的凸透鏡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)更為恰當(dāng)．理由是：

48cm焦距太長(zhǎng)，像距可能超出光具座的測(cè)量范圍，3cm焦距太短，在光屏上成清晰像時(shí)的像距難以確定，誤差較大

．某同學(xué)依次把點(diǎn)燃的蠟燭、透鏡、光屏放在光具座上．但是，在實(shí)驗(yàn)中無(wú)論怎樣移動(dòng)光屏都找不到清晰的像，請(qǐng)你幫他們找出一個(gè)可能的原因：

燭焰中心、光屏的中心、凸透鏡光心不在同一高度

．

Answer 1

分析：（1）選用凸透鏡的依據(jù)是光具座的標(biāo)尺刻度范圍，若透鏡的焦距過大，則有可能出現(xiàn)光具座的端點(diǎn)與凸透鏡之間的距離滿足不了物距或者像距大于二倍焦距這個(gè)要求，導(dǎo)致不易觀察物體在凸透鏡中的各種物距下的成像情況．若焦距過小，則會(huì)出現(xiàn)研究物體在一倍焦距與二倍焦距之間的成像情況時(shí)，改變物體位置，容易超過其范圍：超過二倍焦距，或低于一倍焦距．
（2）光屏上得不到燭焰像的情況有三種：①成的像是虛像，虛像是不會(huì)成在光屏上的；②成實(shí)像，但由于燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心不在同一高度上，雖然成的是實(shí)像，但光屏上顯示不出來；③不成像，當(dāng)物體位于焦點(diǎn)上，即u=f時(shí)，此時(shí)不成像，所以光屏上也得不到燭焰的像．

解答：解：（1）因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室的光具座的長(zhǎng)度約為1m，選擇15cm的凸透鏡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)才能方便觀察物距大于2倍焦距，大于1倍焦距小于2倍焦距，小于焦距時(shí)的各種成像的規(guī)律．
（2）物體此時(shí)距透鏡的距離有可能恰好為一倍焦距，此時(shí)物體不成像．所以光屏上沒有清晰的像．
物體此時(shí)距透鏡的距離有可能小于一倍焦距，物體成的是正立放大的虛像，由于虛像不是由實(shí)際光線會(huì)聚而成，所以光屏上也不會(huì)有清晰的像．
物體此時(shí)的距離即使大于一倍焦距，成實(shí)像，若蠟燭、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度上，此時(shí)光屏上也不會(huì)有清晰的像．故有以下三種可能：
①物體距透鏡的距離為一倍焦距，物體不成像；
②物體距透鏡的距離小于一倍焦距，物體成的是正立放大的虛像；
③蠟燭、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度上；
故答案為：15cm；48cm焦距太長(zhǎng)，像距可能超出光具座的測(cè)量范圍，3cm焦距太短，在光屏上成清晰像時(shí)的像距難以確定，誤差較大；
燭焰中心、光屏的中心、凸透鏡光心不在同一高度．

點(diǎn)評(píng)：焦距是48厘米和3厘米的凸透鏡也能研究凸透鏡成像規(guī)律，只不過是在此題中，由于受光具座長(zhǎng)度的制約，而選用了焦距是15厘米的凸透鏡．因此器材的選取，既要滿足實(shí)驗(yàn)要求，又要能夠具體操作．
光屏上沒有清晰的像，并不一定不成實(shí)像，有可能成的實(shí)像沒有成在光屏上，要注意這個(gè)細(xì)節(jié)．所以為了防止出現(xiàn)這種現(xiàn)象，在實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要調(diào)整三者的中心在同一高度上．