Question

18．在利用光具座進行凸透鏡成像的實驗探究中：
（1）如圖甲所示，一束平行于凸透鏡主光軸的光線經過凸透鏡后，在光屏上形成了一個最小、最亮的光斑．由圖可知，凸透鏡對光線具有會聚作用，該凸透鏡的焦距是11.0cm．

（2）將蠟燭、凸透鏡、光屏依次放在光具座上，點燃蠟燭后，無論怎樣移動光屏都不能在光屏上得到像，請你指出其中一條可能的原因：蠟燭放在了一倍焦距以內，成虛像．
（3）調整后，把燭焰放在距凸透鏡16cm處時（如圖乙），在凸透鏡另一側前后移動光屏，會在光屏上得到一個倒立、放大的實像（填寫像的性質）；幻燈機（填光學儀器）就是利用這一成像規律工作的．如果將蠟燭在乙圖的基礎上遠離透鏡，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏應向靠近（選填“靠近”或“遠離”）透鏡的方向移動．
（4）小周把自己的近視眼鏡放在凸透鏡與蠟燭之間，發現光屏上的像變得模糊不清，她應當向遠離移動光屏，可再次得到清晰的像．
（5）實驗中，蠟燭越燒越短，光屏上燭焰的像向上（選填“向上”、“向下”或“不”）移動．

Answer 1

分析 （1）通過甲圖所示的現象，結合凸透鏡焦點的定義即可確定該凸透鏡的焦距．
（2）探究凸透鏡成像的實驗時，若光屏上沒有像，可能是因為：物距小于焦距，成了虛像，不能成在光屏上；光屏、凸透鏡和燭焰的中心不在同一高度上，像無法成在光屏上；物體在焦點上，不能成像．
（3）①凸透鏡成像的規律及其應用之一：當2f＞u＞f時，成倒立放大的實像，投影儀就是利用此原理制成的．②凸透鏡成實像時，物距減小，像距增大，像增大．
（4）近視鏡是凹透鏡，對光線有發散作用．
（5）物距大于焦距時，凸透鏡成倒立的實像，像與物左右、上下都相反．

解答 解：
（1）平行光線經過凸透鏡后會聚于一點，這一點就是焦點．焦點到光心的距離是焦距，根據圖示中光屏在刻度尺上的位置，可以讀出該凸透鏡的焦距是11.0cm．
（2）無論怎樣移動光屏都不能在光屏上得到像，可能是物距小于焦距，成了虛像，不能成在光屏上．也可能是燭焰凸透鏡光屏三者中心嚴重不在同一高度，像無法成在光屏上，或使燭焰在焦點上，不能成像．
（3）凸透鏡的焦距是11.0cm，燭焰放在距凸透鏡16cm處時，物體在凸透鏡的一倍焦距和二倍焦距之間，成倒立放大的實像．幻燈機和投影儀就是利用這一成像規律工作的．
將蠟燭在乙圖的基礎上遠離透鏡，物距增大，像距要減小，所以光屏靠近凸透鏡，才能在光屏上得到清晰的像．
（4）近視鏡是凹透鏡，對光線有發散作用，所以通過透鏡的光線會晚一些會聚，因此需要使光屏向遠離透鏡或向右移動．
（5）由于凸透鏡成的是倒立的實像，上下相反，所以蠟燭越短，其成像越向上移動．
故答案為：（1）會聚；11.0；（2）蠟燭放在了一倍焦距以內，成虛像；（3）靠近；（4）遠離；（5）向上．

點評 掌握凸透鏡成像的三種情況和應用的凸透鏡成像習題的重要依據，一定要掌握：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．