题目内容

如图,一光源位于金属圆筒内部轴线上A点,与筒B端的距离为d、d无法直接测量.另有凸透镜、光屏、米尺及带支架的光具座.现用这些器材测量d.为此,先将圆筒、凸透镜、光屏依次放在光具座支架上,令圆筒轴线与透镜主光轴重合,屏与光源的距离足够远,使得移动透镜时,可在屏上两次出现光源的象,将圆筒及光屏位置固定.由路的可逆性可知,第一次成像的象距等于第二次成像的物距.然后进行以下的测量:
移动透镜,当屏上得到光源清晰的象时,
移动透镜,当屏上得到光源清晰的象时,

测量象距v
测量象距v

继续移动透镜,当屏上得到光源的另一个清晰的象时,
继续移动透镜,当屏上得到光源的另一个清晰的象时,

测量端面B与透镜的距离l.
测量端面B与透镜的距离l.

用测得的物理量可得
d=
v-l
v-l
.
(应说明各符号所代表的物理量)
分析:(1)第一次成像时,光屏离凸透镜足够远,说明此时点光源在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间成放大的实像,光屏上出现一个放大的亮点.
(2)第二次成像时,凸透镜右移,物像之间的距离没有发生变化,电光源在凸透镜的二倍焦距以外成缩小的实像,光屏上出现一个缩小的亮点.
(3)根据光的折射中,光路是可逆的,第一次成像的物距和第二次成像的像距距离是相等的.测量第二次实验的像距,即第一次的物距,即可求出d的大小.
解答:解:移动透镜,当屏上得到光源清晰的象时,测量象距v;继续移动透镜,当屏上得到光源的另一个清晰的象时,测量端面B与透镜的距离l.
故答案为:d=v-l
点评:当物像之间的距离不变时,只移动凸透镜的位置,光屏上两次出现清晰的像,第一次成像的物距和第二次成像的像距是相等的,第一次成像的像距和第二次成像的物距是相等的,这是本题的关键.
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