Question

12．“探究凸透鏡成像規律”：選用蠟燭、凸透鏡（焦距f=10cm），光屏、光具座和火柴等器材．
（1）將蠟燭、凸透鏡、光屏依次安裝在光具座上，并調整三者的中心大致在同一高度上．
（2）當物距在10cm＜u＜20cm時，像距的范圍是v＞20cm，此時光屏上呈現倒立（選填“倒立”或“正立”）的實像；物距、像距可用光具座上的刻度尺測量．
（3）如果發現燭焰的像成在光屏的上方，若要使燭焰成像在光屏中心，應將凸透鏡向下（選填“上”或“下”）調整．
（4）當物距u′＜10cm時，我們通過透鏡，逆著折射光的方向才能觀察到蠟燭的虛像．

Answer 1

分析 （1）探究凸透鏡成像的實驗時，在桌面上依次放蠟燭、凸透鏡、光屏，三者在同一條直線上，三者的中心大致在同一高度，像才能成在光屏的中心．（2）凸透鏡成實像時，物距處于f和2f之間；像距大于2f，成倒立放大的實像，利用題中給出的物距數值與焦距建立不等式，解出焦距滿足的條件．（3）根據凸透鏡成倒立實像進行分析，若物體相對于凸透鏡向下移動，則像向上移動；
（4）u＜f，成正立放大的虛像，物像同側．

解答 解：（1）在實驗開始時，應調整蠟燭火焰、凸透鏡及光屏三者的中心，使其大致同一高度上，這樣才能保證像成在光屏的中央．
（2）已知焦距f=10cm，凸透鏡成實像時，當物距在10cm＜u＜20cm時，像距v＞20cm，在光屏上得到一個倒立、放大的實像，
光具座上有刻度，因此物距、像距可用光具座上的刻度尺測量．
（3）蠟燭燃燒變短，所以像成在了光屏的上方，為了使像仍在成在光屏中央，可以將物體向上移動或將凸透鏡向下移動或將光屏向上移動；
（4）當物距u′＜10cm時，成正立放大的虛像，物像同側，此時我們通過透鏡，逆著折射光的方向才能觀察到蠟燭的虛像．
故答案為：（1）同一高度；（2）v＞20cm；（3）下；（4）通過透鏡，逆著折射光的方向．

點評 凸透鏡成像的幾種情況和凸透鏡成實像的實驗結論是解決凸透鏡成像習題的基礎內容，一定要掌握．同時，還要注意實驗中的細節操作和注意事項．