Question

下面是小明探究凸透镜成像规律的过程，请你和他一起完成这项实验：
（1）小明发现所用的凸透镜没有标明焦距，于是他让太阳光平行于主光轴照射在凸透镜上，在透镜另一侧F点得到一个最小的亮点，如图所示．试作出这一过程的光路图．
（2）请用刻度尺量出凸透镜的焦距：f=______cm．
（3）点燃蜡烛后，小明发现烛焰的像成在光屏的上边缘处，为了使像成在光屏的中心，他应把蜡烛向______调节（选填“上”、“下”、“左”、“右”）．
（4）当把蜡烛放在凸透镜的2倍焦距以外时，小明移动光屏，得到一个清晰的像，请你详尽地描述这个像的特点：______．
（5）当把蜡烛放在凸透镜的焦点以内时，小明应怎样观察烛焰的像？

Answer

（1）太阳光可认为是平行光源，然后根据凸透镜对光线的会聚作用即可作图．
（2）根据焦距的定义，便可测出凸透镜的焦距．
（3）为使所成像能在光屏的中心，必须使烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上．
（4）凸透镜成像规律，当物体放在二倍焦距之外时，在屏上所成的像是倒立缩小的实像．
（5）凸透镜成像的规律中，当物距小于焦距时，成放大、正立的虚像，像与物体在凸透镜的同侧．
同时要知道虚像不能成在光屏上，但可以直接用眼睛看到．
【解析】
（1）因凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点，此点为焦点，如图所示．

（2）焦点到光心的距离为焦距，通过测量得到f=7.5cm．（根据印刷图而定）．
故答案为：7.5．
（3）为使所成像能在光屏的中心，必须使烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上，将蜡烛的高度向上升（凸透镜向下降或光屏向上升）．
故答案为：上．
（4）由凸透镜成像规律可知，当物体放在二倍焦距之外时，在屏上所成的像是倒立缩小的实像．
故答案为：倒立、缩小的实像．     
（5）把蜡烛放在凸透镜的1倍焦距以内，此时凸透镜成放大、正立的虚像，所以在光屏上无法找到像．此时像与蜡烛在凸透镜的同侧，因此应从凸透镜的另一侧看蜡烛的像．
答：从光屏这一侧（或从蜡烛的另一侧、或透过凸透镜）观察烛焰的像．