Question

在实验室中我们用如图所示的装置探究“凸透镜成像规律”：

(1)组装器材时，为了使像成在光屏中央，除了将光源、凸透镜和光屏依次放在光具座上，还应调整它们的高度，使三者中心大致在_____，蜡烛燃烧时会逐渐变短，为了能使像继续成在光屏中央，应_____（选填“向上”或“向下”）调节光屏；

(2)当蜡烛透镜光屏的位置如图所示时，光屏上恰好成一个清晰完整的_____（填写像的性质）像，凸透镜的焦距可能在_____（选填“0～6cm”或“6cm～10cm”）范围内；

(3)将蜡烛向右移动一段距离后，为了能在光屏上重新成像，需要在光屏和透镜中间放置一个_____（选填“凸透镜”或“凹透镜”），光屏上重新成像后将光屏和蜡烛互换位置，则在光屏上_____（选填“能”或“不能”）成像。

Answer

同一高度 向上 倒立、缩小、实 6cm—10cm 凸透镜 能

【解析】

(1)[1]蜡烛、凸透镜、光屏，三者的中心大致在同一高度，均位于凸透镜的主光轴上，像才能成在光屏的中央。

[2]随着蜡烛的不断燃烧，烛焰向下移动，光屏上烛焰的像将不断的向上移动，为了使像还能成在光屏的中央，应向上适当调节光屏的位置。

(2)[3]如图所示，此时物距大，像距小，光屏上能成像，由凸透镜成像规律可知，光屏上成倒立、缩小的实像，这一成像特点应用在照相机上。

[4]此时物距为

u=50.0cm20.0cm=30.0cm，v=65.0cm50.0cm=15.0cm

因物距大于二倍焦距，像距在一、二倍焦距之间，可得

30.0cm2f，f15.0cm2f

解之得

7.5cmf15.0cm

故凸透镜的焦距可能在6cm10cm范围内。

(3)[5]在图中所示情况下，保持光屏和凸透镜的位置不变，将蜡烛向右移动一段距离后，物距变小，像距会变大，像的位置在光屏右侧，相当于远视眼，像成在视网膜后，由于凸透镜对光有会聚作用，应在凸透镜左侧附近安装一个焦距适当的凸透镜，才能在光屏上再次得到清晰的像。

[6]光屏上重新成像后将光屏和蜡烛互换位置，因为光路是可逆的，所以在光屏上仍能成像。