Question

5．李明用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像的规律”的实验，如图所示．请你一起完成有关问题：
（1）实验室提供有两个不同透镜，一个是凸透镜，另一个是凹透镜，请用一种方法加以区分，你的方法是把透镜正对着太阳光，上下移动能在地面上出现最小最亮的光斑是凸透镜；同样的操作在地面上出现暗圈的是凹透镜．
（2）实验过程中，当烛焰距凸透镜15cm时，移动光屏至某一位置，在光屏上得到一等大清晰的像，则该凸透镜的焦距是7.5cm．
（3）接着李明将烛焰向左移动5cm，此时应该将光屏向左移到某一位置（填“左”或“右”），才能在屏上得到清晰的实像．
（4）当蜡烛因燃烧而逐渐变短时，光屏上的像的位置将向上移（填“向上移”、“不变”或“向下移”）．

Answer 1

分析 （1）分辨凸透镜和凹透镜有四种方法：
①凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用．
②中间比边缘厚的是凸透镜；中间比边缘薄的是凹透镜．
③透镜能使物体成放大的像，凹透镜只能使物体成缩小的像．
④凸透镜能成实像，凹透镜只能成虚像．
（2）凸透镜的成像规律：
①u＞2f，成倒立、缩小的实像；
②u=2f，成倒立、等大的实像；
③f＜u＜2f，成倒立、放大的实像；
④u＜f，成正立、放大的虚像．
（3）成实像时：物近像远像变大，物远像近像变小．
（4）凸透镜成实像时，由经过凸透镜光心的光线方向不变可知，物体与像运动方向相反．

解答 解：（1）阳光聚焦的方法：把透镜正对着太阳光，上下移动能在地面上出现最小最亮的光斑是凸透镜；同样的操作在地面上出现暗圈的是凹透镜．
（2）已知光屏上得到一等大清晰的像，所以蜡烛一定是在2倍焦距处，即2f=15cm，f=7.5cm；
（3）使烛焰向左移动5cm后，此时u=20cm，即u＞2f，成倒立、缩小的实像，此时像距f＜v＜2f，因此需要将光屏左移；
（4）凸透镜成实像时，燃烧的蜡烛逐渐变短，烛焰下移像将上移，为了使像成在光屏的中心，应将蜡烛向上移或将光屏上移．
故答案为：（1）把透镜正对着太阳光，上下移动能在地面上出现最小最亮的光斑是凸透镜；同样的操作在地面上出现暗圈的是凹透镜；（2）7.5；（3）左；（4）向上移．

点评 解决此题要结合凸透镜的成像规律进行分析解答．凸透镜成像规律是光学内容的难点，要解决此类问题，首先要熟练掌握成像特点与物距、像距的关系，并了解其应用，平时多动脑，对规律进行总结．