Question

【题目】在探究凸透镜成像规律时，小捷用了9个红色的发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色的板上代替蜡烛作光源，实验装置如图所示：

（1）为了确定凸透镜的焦距，小捷将凸透镜正对太阳光，再把光屏放在另一侧，改变凸透镜与光屏的距离，直到光屏上出现一个______（填“亮点”或“亮环”）为止，测得它与凸透镜中心的距离为10cm，确定出焦距f=__________（填“5cm”或“10cm”）。

（2）凸透镜固定在光具座的零刻度线上，小捷将光源移至光具座30cm处后，再移动光屏，至到如图所示位置，光屏上会出现清晰______（填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像；如果她将光源再远离凸透镜一些，这时光屏应向_______（填“左”或“右”）移动，以获得清晰的实像。

（3）如果将光源移至15cm处，为了能使光屏上成清晰的像，应将光屏移到_____cm刻度线处。

（4）他们不用蜡烛，而用由几个发光二极管做成“F”字样的发光体进行实验，你认为其好处是_____。（写出一点即可）

Answer 1

【答案】亮点 10 缩小 左 30 可以增加物体的亮度，使成像更清晰

【解析】

（1）平行于主光轴的光线会聚于一点，此点为凸透镜的焦点。由焦点到凸透镜光心的距离叫做焦距；
（2）当物距大于2倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像。成实像时，物距越大，成的像越小，像距也越小；
（3）在折射时，光路是可逆的；
（4）二极管比烛焰的亮度更大，并且形状更特别，在研究时更容易理解倒立实像的含义。并且二极管发光比较环保安全。蜡烛在燃烧时会消耗而变短，同时遇到风会晃动。

（1）将凸透镜正对太阳光，再把光屏放在另一侧，改变凸透镜与光屏的距离，直到光屏上出现一个最小、最亮的点，便为焦点。焦点到凸透镜中心的距离为10cm，所以此凸透镜的焦距为10cm；

（2）f=10cm， 2f=20cm；凸透镜固定在光具座的零刻度线上，将光源移至光具座30cm处，此时物距u=30cm＞2f，成倒立、缩小的实像。若将光源远离凸透镜，则物距增大，根据凸透镜成像的规律可得像距要减小，所以光屏要靠近凸透镜即向左移动；

（3）由图知，当物距u=30cm时，像距v=15cm，根据光路可逆，如果将光源移至15cm处，即物距u=15cm，则像距v=30cm，所以为了能使光屏上成清晰的像，应将光屏移到30cm刻度线处；

（4）发光二极管比烛焰的亮度更大、更环保，更容易看出倒立实像不仅是上下相反、而且是左右相反；同时蜡烛燃烧有火焰，不如发光二极管安全；火焰在有风的时候会晃动，同时蜡烛会越烧越短，而二极管不会。