Question

在利用光具座进行凸透镜成像的实验探究中：
（1）如图1甲所示，一束太阳光经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑．由图可知，凸透镜对光线具有______作用，该凸透镜的焦距是______cm．

（2）第一组同学将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像，请你指出其中一条可能的原因：______．
（3）调整后，把烛焰放在距凸透镜16cm处时（如图1乙），在凸透镜另一侧前后移动光屏，会在光屏上得到一个倒立、______的实像（填写像的性质）；______（填光学仪器）就是利用这一成像规律工作的．如果将蜡烛在乙图的基础上远离透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向______（选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动．
（4）实验一段时间蜡烛变短，如图2所示，要使烛焰像仍然成在光屏的中心，应将光屏向______移动．调整后，把蜡烛移到B点处，无论怎样调节光屏，光屏上始终接收不到像，是因为此时成的是正立、放大的______像，要想看到这个像，应从图中的______（填“C”或“D”）箭头所示的方向去观察．
（5）第二组同学不用蜡烛，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）
（6）最后一组同学在测该透镜的焦距时，将红光换成了绿光，你认为这样做的结果会使该透镜的焦距______ （填“变大”，“变小”或“不变”）；原因是______．

Answer

（1）通过图甲所示的现象，结合凸透镜焦点的定义即可确定该凸透镜的焦距．
（2）探究凸透镜成像的实验时，若光屏上没有像，可能是因为物距小于焦距，成了虚像，不能成在光屏上；有可能光屏、凸透镜和烛焰的中心不在同一高度上，像无法成在光屏上；有可能物体在焦点上，不能成像．
（3）①凸透镜成像的规律及其应用之一：当2f＞u＞f时，成倒立放大的实像，投影仪就是利用此原理制成的．
②凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像增大．
（4）在探究凸透镜成像特点的实验中，必须调整蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，这样像才能成在光屏的中央；当物体处于一倍焦距之内时，成的是一个正立、放大的虚像，而虚像不能在光屏上呈现；此时物像在同一侧．
（5）二极管与烛焰的区别：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．
（6）根据凸透镜对绿光的折射率比红光大进行分析．
【解析】
（1）平行光线经过凸透镜后会聚于一点，这一点就是焦点．焦点到光心的距离是焦距，根据图示中光屏在刻度尺上的位置，可以读出该凸透镜的焦距是10cm．
（2）无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像，可能是光屏、凸透镜和烛焰的中心不在同一高度上．
（3）①把烛焰放在距凸透镜16cm处时，即2f＞u＞f时，由凸透镜成像规律可知，成倒立放大的实像，投影仪就是利用此原理制成的．
②凸透镜成实像时，蜡烛远离透镜一段距离，物距增大，像距减小，所以光屏要靠近凸透镜．
（4）实验一段时间蜡烛变短，在光屏上的位置偏低，所以可以使光屏上调，使蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度；
把蜡烛移到B点处，由凸透镜成像规律可知，此时物体处于一倍焦距之内时，成的是一个正立、放大的虚像，而且物像在同一侧，因此要想看到这个像，应从图中的C箭头所指的方向去观察．
（5）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．
（6）因为凸透镜对绿光的折射率比红光大，因此将红光换成了绿光同一凸透镜的焦距，测得的焦距将变小．
故答案为：（1）会聚；10；（2）光屏、凸透镜和烛焰的中心不在同一高度上；（3）放大；投影仪；靠近；（4）下；虚；C；（5）所成的像不会晃动，更加稳定；（6）变小；凸透镜对绿光的折射率比红光大．