在“研究凸透镜成像规律”的实验中,提供的器材有:蜡烛(附火柴)、凸透镜(焦距约为5cm)、光屏和光具座(标尺的刻度范围是“0-100cm”),如图所示.
(1)将蜡烛和透镜固定在图所示的位置,点燃蜡烛,移动光屏到适当位置,可在光屏上得到一个清晰的倒立、________的实像.
(2)研究发现,当物体通过凸透镜成实像时,物体距离透镜越远,所成的像越接近焦点;若物体距离透镜足够远(大于10倍焦距)时,所成的像与透镜间的距离就近似等于透镜的焦距.以下是根据这一特点,在现有条件下设计的一种估测凸透镜焦距的简易方案.请完成下列步骤(要求结果尽可能准确):
A.将图中的蜡烛移至光具座上________cm刻线位置;
B.将图中光屏移至光具座上________cm刻线位置;
C.将图中的凸透镜向________选填“左’’或“右”)移动直到光屏上出现清晰的像,记下此时像与透镜间的距离.
解:(1)如图,物距u=65cm-15cm=50cm,凸透镜焦距约为5cm,u>2f,成倒立、缩小的实像.
(2)要使像更接近凸透镜的焦点,物距大于凸透镜的10倍焦距,物距越大,像越接近凸透镜的焦点.所以把蜡烛放在光具座的左端0cm,光屏放在光具座右端100cm处,凸透镜在光屏的左侧略大于1倍焦距,更接近1倍焦距的位置上,这样物距最远.所以图中的凸透镜向右移动.
故答案为:(1)缩小;(2)0;100;右.
求出物距,和焦距进行比较,得出凸透镜的成像情况.凸透镜成像时,u>2f,成倒立、缩小的实像.
在光具座上进行实验,使蜡烛在光具座的左端,光屏处于右端,凸透镜在光屏的左侧,光屏和凸透镜的距离略大于焦距,接近一倍焦距的位置,如果光屏上能接到清晰的像,由于物距大于凸透镜的10倍焦距,此时物距最大,像更接近焦点,能估测凸透镜的焦距.
点评:(1)凸透镜成像的三种情况是凸透镜成像习题的重要依据,一定要掌握.
u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f.
2f>u>f,成倒立、放大的实像,v>2f.
u<f,成正立、放大的虚像.
(2)本题为粗略测量凸透镜的焦距提供了一个很好的方法.