Question

19、（1）小强做光的色散实验，看到白光经三棱镜折射后，光屏上出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫彩色光带，产生了一个问题：红光、紫光对凸透镜的焦距是否相同？于是他分别用红光和紫光平行于同一个凸透镜的主光轴射入进行验证．
a．请你在图中画出红光、紫光经凸透镜折射后的光线（图中F₁、F₂两点表示焦点）
b．小强得到的结论是：

红光对凸透镜的焦距大，紫光对凸透镜的焦距小

．
（2）如图所示，小丽探究凸透镜成像规律．适当移动在光具座上的蜡烛和透镜的位置，在光屏上得到一个缩小的像；保持蜡烛和光屏的位置不变，使透镜向

蜡烛（左）

移动，在光屏上得到一个放大的像；然后，保持蜡烛和透镜现在的位置不变，将原来透镜更换为一个焦距较小的凸透镜做实验，使光屏向

凸透镜（左）

移动，得到了一个清晰的像，此时像的大小比更换透镜前变

小

．

Answer 1

分析：（1）根据不同单色光的折射角不同来判断折射光线射出的情况，偏折程度大的焦距小．
（2）根据凸透镜的成像规律或成实像时“物近像远像变大”的特点，结合题意来确定物距和像距的关系．

解答：解：（1）a、由光的色散现象可知，不同的单色光通过棱镜时的偏折程度不同．凸透镜可以看作是由两个三棱镜组成的，红光的偏折程度最小，所以折射光线指向F₂；紫光的偏折程度最大，所以折射光指向F₁．
b、根据光路图可知：红光的偏折程度小，所以焦距大；紫光的偏折程度大，所以焦距小．
（2）根据凸透镜成像的规律及成实像时“物近像远像变大”的特点，要想在光屏上得到一个放大的像，物体应该离透镜近些，光屏离透镜远些，所以透镜应向蜡烛移动．
若保持蜡烛和透镜的位置不变，将原来透镜更换为一个焦距较小的凸透镜，则焦距小的透镜会聚能力强，光屏应该向透镜移动，这样像的大小比更换透镜前要小一些．
故答案为：
（1）a、

b、红光对凸透镜的焦距大，紫光对凸透镜的焦距小．
（2）蜡烛（左），凸透镜（左），小．

点评：物距大于焦距时，凸透镜成倒立的实像，并且物近像远像变大．物体在二倍焦距上，像也在二倍焦距上，并且像与物等大．利用这一规律做题，有时会比套用“凸透镜的成像规律”简单得多．