Question

下面是小玲和小美同學(xué)探究凸透鏡成像規(guī)律．
（1）在探究前，小玲將三個(gè)凸透鏡分別正隊(duì)太陽(yáng)光，調(diào)節(jié)凸透鏡和光屏間的距離，使太陽(yáng)光在光屏上會(huì)聚一點(diǎn)，量得凸透鏡到光屏的距離分別為48cm，15cm，和4cm，小玲選擇15cm的那個(gè)凸透鏡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你說(shuō)出小玲進(jìn)行如上操作的目的是

15cm

．
（2）凸透鏡和光屏都是有支架的，凸透鏡中心離桌面的高度約6cm，光屏中心離桌面高度約7 cm，還有一個(gè)蠟燭臺(tái)，用來(lái)固定蠟燭，小美將一個(gè)新買(mǎi)來(lái)長(zhǎng)蠟燭用刻度尺量了一下，然后截下了一端，只把其中一端較長(zhǎng)的蠟燭點(diǎn)上，那么小美這樣做的目的又是

使蠟燭、凸透鏡、光屏的高度大致在同一高度，像能成在光屏的中央

．
（3）當(dāng)燭焰移動(dòng)到離凸透鏡的距離只有12cm時(shí)，光屏放在凸透鏡的另一側(cè)，不管怎樣位置都承接不到實(shí)像，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是

物距小于焦距，凸透鏡成虛像，虛像不能呈現(xiàn)在光屏上

．如果用眼來(lái)觀察蠟燭的像，眼睛，蠟燭．凸透鏡的位置排列順序是

蠟燭、透鏡、眼睛

．
（4）如果光屏上得到一個(gè)放大的像，蠟燭應(yīng)距凸透鏡的距離

大于15cm且小于30cm

，光屏距凸透鏡的距離應(yīng)為

大于30cm

．

Answer 1

分析：（1）探究凸透鏡成像時(shí)，光具座的長(zhǎng)度要大于凸透鏡的4倍焦距；凸透鏡的焦距太小時(shí)，不便于操作實(shí)驗(yàn)．
（2）探究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)時(shí)，在桌面上依次放蠟燭、凸透鏡、光屏，三者在同一條直線上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中央位置．
（3）根據(jù)物距和焦距的關(guān)系判斷成像情況和應(yīng)用：
u＞2f，成倒立、縮小的實(shí)像，f＜v＜2f物像在凸透鏡的異側(cè)，應(yīng)用于照相機(jī)和攝像機(jī)．
2f＞u＞f，成倒立、放大的實(shí)像，v＞2f物像在凸透鏡的異側(cè)，應(yīng)用于幻燈機(jī)和投影儀．
u＜f，成正立、放大的虛像，物像在凸透鏡的同側(cè)，應(yīng)用于放大鏡和老花鏡．
（4）實(shí)像能在光屏上呈現(xiàn)，虛像不能在光屏上呈現(xiàn)．

解答：解：（1）光具座的長(zhǎng)度大約是100cm，如果采用焦距是48cm的凸透鏡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)需要的長(zhǎng)度至少是4×48cm=192cm，這個(gè)長(zhǎng)度大于光具座的長(zhǎng)度，操作不方便；如果采用焦距是15cm的凸透鏡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)需要的長(zhǎng)度至少是4×15cm=60cm，這個(gè)長(zhǎng)度小于光具座的長(zhǎng)度，器材合適；如果采用焦距是4cm的凸透鏡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)需要的長(zhǎng)度至少是4×4cm=16cm，這個(gè)長(zhǎng)度雖然小于光具座的長(zhǎng)度，但是實(shí)驗(yàn)范圍比較小，不易操作實(shí)驗(yàn)．故選擇焦距為15cm的凸透鏡．
（2）實(shí)驗(yàn)中要截去蠟燭的一段是為了使蠟燭、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度，使像成在光屏的中央位置．
（3）凸透鏡的焦距是15cm，物距是12cm，u＜f，成正立、放大的虛像，虛像不能承接在光屏上，所以不管怎樣位置光屏都承接不到實(shí)像．
凸透鏡成虛像時(shí)，物像在凸透鏡的同側(cè)，所以眼睛要在光屏一側(cè)通過(guò)凸透鏡觀察蠟燭，所以排列順序是蠟燭、透鏡、眼睛．
（4）光屏上能承接到的像是實(shí)像，凸透鏡成倒立、放大的實(shí)像，2f＞u＞f，v＞2f，所以蠟燭和凸透鏡的距離大于15cm且小于30cm，光屏距凸透鏡的距離大于30cm．
故答案為：（1）15cm；（2）使蠟燭、凸透鏡、光屏的高度大致在同一高度，像能成在光屏的中央；（3）物距小于焦距，凸透鏡成虛像，虛像不能呈現(xiàn)在光屏上；蠟燭、透鏡、眼睛；（4）大于15cm且小于30cm；大于30cm．

點(diǎn)評(píng)：（1）凸透鏡成像的三種情況和應(yīng)用是凸透鏡成像習(xí)題的重要依據(jù)，一定要熟練掌握．
（2）光屏上是否能承接到像是判斷實(shí)像和虛像的最佳方法．
（3）探究凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)時(shí)，光具座的長(zhǎng)度至少為凸透鏡焦距的4倍，這是選擇實(shí)驗(yàn)器材的重要依據(jù)．