Question

16．小雯用自制的水凸透鏡（當向水凸透鏡里注水時焦距變小，抽水時焦距變大）來探究“凸透鏡成像規律”．
（1）如圖甲所示，讓一束平行于主光軸的光射向水凸透鏡，在光屏上出現一個最小最亮的光斑，則此水凸透鏡的焦距為10.0cm
（2）小雯將蠟燭、水凸透鏡和光屏調整至圖乙所示的位置時，光屏上出現清晰的燭焰像，此像的性質是倒立、縮小的實像，小雯接著在蠟燭和光屏位置都不變的情況下，將水凸透鏡移至光具座25.0cm刻度處，再次得到清晰的燭焰像．然后，小雯利用注射器從水凸透鏡中向外抽少許水，光屏上原來清晰的像變得模糊不清，小雯要想重新得到清晰的燭焰像，在蠟燭和水凸透鏡的位置都不變的情況下，應將光屏向遠離（選填“遠離”或“靠近”）水凸透鏡的方向移動．

Answer 1

分析 （1）掌握焦距的概念：從焦點到凸透鏡的距離；
（2）分析物距和焦距的關系，u＞2f，成倒立、縮小的實像．2f＞u＞f，成倒立、放大的實像．u＜f，成正立、放大的虛像，據此得出結論；根據光路的可逆性解答；
（4）當把“水凸透鏡”水向外抽取時，使其變薄、凸透鏡對光線的會聚能力減弱，使像成在原來像的后方．

解答 解：（1）由焦距的概念知，f=60.0cm-50.0cm=10.0cm；
（2）由圖可知，u=40.0cm-10.0cm=30.0cm，u＞2f，物體處于2倍焦距之外，所以成倒立縮小的實像，像距v=55.0cm-40.0cm=15.0cm，根據光路的可逆性，在蠟燭和光屏位置都不變的情況下，將透鏡移至距蠟燭即u'=15.0cm時，此時v'=30.0cm，即透鏡移至光具座10.0cm+15.0cm=25.0cm處，可在光屏上呈現倒立放大的像；
（4）當把“水凸透鏡”水向外抽取時，使其變薄、凸透鏡對光線的會聚能力減弱，使像成在原來像的后方．因此要想重新得到清晰的像，應將光屏向遠離透鏡的方向移動．
故答案為：（1）10.0；（2）縮小；25；遠離．

點評 凸透鏡成像是個光學部分的重點內容，本題綜合性很強，包含了焦點、焦距、凸透鏡成像的三種情況、凸透鏡成實像時，物距變化和像距變化．