Question

13．小明同学用一个焦距未知的凸透镜、蜡烛、光屏探究凸透镜成像规律．

（1）由图a可知，凸透镜的焦距是15.0cm．实验时，应使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度；
（2）如图b所示，若在光屏上（光屏未画出）能得到清晰放大的烛焰实像，则蜡烛可能置于透镜左边a、b、c、d四点中的c点上；
（3）小明依次将蜡烛、凸透镜、光屏放置在光具座上，如图c所示，按（1）的要求调整好三者中心的位置，但无论怎样移动光屏，在光屏上始终都没能看到烛焰所成的像．原因可能是（写出一个原因即可）物距小于一倍焦距．
（4）实验中，屏上已成清晰的像，此时小明固定蜡烛和透镜，在蜡烛和透镜间放上自己所配戴的近视眼镜，若要在光屏上成清晰的像，则需将屏向远离（填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动．

Answer 1

分析 （1）根据焦点和焦距的定义进行判断．探究凸透镜成像的实验时，在桌面上依次放蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中央位置．
（2）凸透镜成像中：2f＞u＞f时，成倒立放大实像，应用于投影仪与幻灯机；
（3）当u＜f时，成正立、放大的虚像，即在光屏上不成像．
（4）近视镜是凹透镜，对光线有发散作用．

解答 解：（1）如图，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点和光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是60.0cm-45.0cm=15.0cm；凸透镜、蜡烛、光屏放在一条直线上，点燃蜡烛调整烛焰和光屏，使它们的中心位于凸透镜主光轴上，三者的中心在同一高度，像才能呈在光屏的中央位置．
（2）满足2f＞u＞f条件时，凸透镜成倒立、放大、实像，所以蜡烛应在c点上，应用于投影仪和幻灯机；
（3）因为当u＜f时，成正立、放大的虚像，即在光屏上不成像，所以无论怎样移动光屏，在光屏上始终都没能看到烛焰所成的像；
（4）因近视眼镜即为凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，当将近视眼镜放在光屏与凸透镜之间时，所成的像会向后移动，只有把光屏向后移才可接收到像．
故答案为：（1）15.0；同一高度；（2）c；（3）物距小于一倍焦距；（4）远离．

点评 凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小，在凸透镜成像习题中有广泛的应用，一定要熟练掌握．