题目内容

1.(2010.上海)如图所示,两端开口的圆筒内嵌有一凸透镜,透镜主光轴恰好与圆筒中轴线重合.为了测出该透镜的焦距以及透镜在圆筒内的位置,小李同学做如下实验:在圆筒左侧凸透镜的主光轴上放置一点光源S,在圆筒右侧垂直凸透镜的主光轴固定一光屏,点光源S与光屏的距离为L.左右移动圆筒,当圆筒左端面距离点光源S为a时,恰好在光屏上成一个清晰的像;将圆筒向右水平移动距离b,光屏上又出现了一个清晰的像.则凸透镜和圆筒左端面的距离x为$\frac{L-b-2a}{2}$,该透镜的焦距f为$\frac{{L}^{2}-{b}^{2}}{4L}$.

分析 掌握凸透镜成像的规律,根据光路的可逆性,两次成像的物距和像距正好相反,即第一次的物距等于第二次的像距,第一次的像距等于第二次的物距,从而可以计算出距离x的值;
根据凸透镜成像的原理,由点S发出的光经过凸透镜后会聚到像点,并结合平行于主光轴的光线过焦点分析焦距的大小.

解答 解:根据光路的可逆性,第一次的物距等于第二次的像距,第一次的像距等于第二次的物距,第一次的物距u=a+x;
圆筒向右移动b,则凸透镜也会向右移动b,则第二次的像距为v′=L-a-x-b;
则a+x=L-a-x-b,解得x=$\frac{L-2a-b}{2}$;
光源S所成像应在S′处,若物体AS,则成像应为A′S′,根据成像原理,成像光路图如图所示:

又像高与物体高度正比等于像距与物距之比,则:
$\frac{A′S′}{AS}$=$\frac{L-(a+x)}{a+x}$;
由图知,△A′S′F∽△BOF,则:
$\frac{A′S′}{BO}$=$\frac{L-(a+x)-f}{f}$;
AS=BO,x=$\frac{L-2a-b}{2}$;
联立以上几式得,f=$\frac{{L}^{2}-{b}^{2}}{4L}$;
故答案为:$\frac{L-2a-b}{2}$;$\frac{{L}^{2}-{b}^{2}}{4L}$.

点评 本题考查了凸透镜成像规律的特点,同时考查了成像的原理,能够正确画出成像光路图并结合几何知识是解决此题的关键.

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网