在“研究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中,提供的器材有:蠟燭(附火柴)、凸透鏡(焦距約為5cm)、光屏和光具座(標尺的刻度范圍是“0-100cm”),如圖所示.
(1)將蠟燭和透鏡固定在圖所示的位置,點燃蠟燭,移動光屏到適當位置,可在光屏上得到一個清晰的倒立、________的實像.
(2)研究發(fā)現,當物體通過凸透鏡成實像時,物體距離透鏡越遠,所成的像越接近焦點;若物體距離透鏡足夠遠(大于10倍焦距)時,所成的像與透鏡間的距離就近似等于透鏡的焦距.以下是根據這一特點,在現有條件下設計的一種估測凸透鏡焦距的簡易方案.請完成下列步驟(要求結果盡可能準確):
A.將圖中的蠟燭移至光具座上________cm刻線位置;
B.將圖中光屏移至光具座上________cm刻線位置;
C.將圖中的凸透鏡向________選填“左’’或“右”)移動直到光屏上出現清晰的像,記下此時像與透鏡間的距離.
解:(1)如圖,物距u=65cm-15cm=50cm,凸透鏡焦距約為5cm,u>2f,成倒立、縮小的實像.
(2)要使像更接近凸透鏡的焦點,物距大于凸透鏡的10倍焦距,物距越大,像越接近凸透鏡的焦點.所以把蠟燭放在光具座的左端0cm,光屏放在光具座右端100cm處,凸透鏡在光屏的左側略大于1倍焦距,更接近1倍焦距的位置上,這樣物距最遠.所以圖中的凸透鏡向右移動.
故答案為:(1)縮??;(2)0;100;右.
求出物距,和焦距進行比較,得出凸透鏡的成像情況.凸透鏡成像時,u>2f,成倒立、縮小的實像.
在光具座上進行實驗,使蠟燭在光具座的左端,光屏處于右端,凸透鏡在光屏的左側,光屏和凸透鏡的距離略大于焦距,接近一倍焦距的位置,如果光屏上能接到清晰的像,由于物距大于凸透鏡的10倍焦距,此時物距最大,像更接近焦點,能估測凸透鏡的焦距.
點評:(1)凸透鏡成像的三種情況是凸透鏡成像習題的重要依據,一定要掌握.
u>2f,成倒立、縮小的實像,2f>v>f.
2f>u>f,成倒立、放大的實像,v>2f.
u<f,成正立、放大的虛像.
(2)本題為粗略測量凸透鏡的焦距提供了一個很好的方法.