Question

13．小明在“探究凸透镜成像规律”实验中，用装有6个发光二极管的有方格的白纸板做发光物体，如图1甲所示．又用这种有同样大小方格的白纸板做光屏．将发光物体、凸透镜和光屏组装到光具座上并调整好．

（1）当发光物体在a点时，如图乙所示，在光屏上成的像如图丙所示．则光屏上的像是倒立、缩小的实像．
（2）用这种发光物体和光屏做实验，最主要的一条优点是：便于比较像与物的大小．
（3）如图乙所示，当发光物体在a点时，物与像之间的距离为S₁当发光物体在b点时，物与像之间的距离为S₂，则S₁＜S₂．（选填“＞”、“=”或“＜”）
（4）小明探究完凸透镜成像规律后，接着又做了一个观察实验．发光体位置不变，取下光屏，当眼睛在原光屏处会看到发光体的像吗？不会．

Answer 1

分析 （1）要解决此题，要根据像在方格纸上所占格的大小来比较像与物体的大小关系；
（2）要解决此题，需要将发光二极管与烛焰比较，找出其优点．发光二极管的亮度更大，更容易观察其像．同时其形状规则，利用方格纸，更容易比较像与物的大小．
（3）要解决此题，需要掌握凸透镜成像的规律．知道物体成倒立缩小的实像时，物距大于二倍焦距，而像距在一倍焦距和二倍焦距之间；且物距增大时，像距无限靠近一倍焦距．
（4）知道实像是实际光线会聚成的．

解答 解：（1）由乙和丙比较可知，凸透镜成的是倒立、缩小的实像；
（2）这种发光体的亮度大，成的像更清晰，同时其形状规则，利用方格纸更容易比较像与物的大小；
（3）由图知：物体成的是倒立缩小的实像，那么物距大于二倍焦距，而像距在一倍焦距和二倍焦距之间；
此时，当物距不断增大时，像距会无限的靠近一倍焦距，但永远达不到一倍焦距处，因此物体向左移动的幅度要大于像向左移动的幅度；所以，当发光物体放置在b点时，物像之间的距离会相应的增大．
（4）因为看到的像是倒立的，所以是实像，成像点在凸透镜的右侧；发光物体发出的光线经凸透镜折射后是会聚的，经过成像点后是发散的．所以眼睛必须在成像点以外的光线发散区域才能看到这个像．所以当眼睛在原光屏处不能看到发光体的像，眼睛靠近凸透镜也不能看到像，当眼睛从原光屏位置远离凸透镜，能看到像．
故答案为：（1）缩小；（2）便于比较像与物的大小；（3）＜；（4）不会．

点评 本题中所提供的实验装置较为新颖，很值得推广和借鉴．这是一个有一定创新性的装置，利用这一装置更容易比较像与物体的大小、倒正的关系．本题考查的知识都非常简单，是有关凸透镜成像的基本原理，是我们应该重点掌握的．