小聪同学在做 “ 探究凸透镜成像规律 ” 实验时,着重研究了以下几个心中存在困惑的问题:
( 1 )将平行光正对凸透镜,移动光屏,直到光屏上形成一个最小最亮的光斑,如图甲所示,该凸透镜的焦距为 cm ;
( 2 )在光具座上将点燃的蜡烛、光屏放在凸透镜的两侧,调节它们的高度,使烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一水平高度上,这样做的目的是使像呈现在 ;
( 3 )在如图乙所示实验情形下,此时恰好在光屏上得到烛焰清晰的像,此像是 (选填 “ 正立 ” 或 “ 倒立 ” )、 (选填 “ 放大 ” 或 “ 缩小 ” )的实像;
( 4 )在如图乙所示实验情形下,如果保持蜡烛和光屏的位置不变,把凸透镜移到光具座上 35cm 刻线处,可以在光屏上再次得到烛焰清晰的像。生活中的 (选填 “ 照相机 ” 、 “ 投影仪 ” 或 “ 放大镜 ” )就是利用这一原理工作的;
( 5 )在如图乙所示实验情形下,如果保持凸透镜和光屏的位置不变,将蜡烛适当远离凸透镜,发现光屏上烛焰的像变得模糊不清,此现象可以体现 (选填 “ 近视眼 ” 或 “ 远视眼 ” )的成像情况。
10.0 光屏中央 例立 缩小 投影仪 近视眼
【详解】( 1 ) [1] 由图甲可知,将平行光正对凸透镜,移动光屏,在光屏上得到一个最小最亮的光斑,焦距是焦点到透镜光心的距离,凸透镜的焦距为
f =60.0cm-50.0cm=10.0cm
( 2 ) [2] 实验过程中,调整凸透镜和光屏的高度,使烛焰、凸透镜和光屏三者中心大致在同一高度,即使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上,目的是使烛焰的像成在光屏的中央。
( 3 ) [3][4] 在如图乙所示实验情形下,物距
u =50.0cm-20.0 cm=30.0cm>2 f
此时恰好在光屏上得到烛焰清晰的像,根据凸透镜成像规律,此像是倒立、缩小的实像。
( 4 ) [5] 在如图乙所示实验情形下,如果保持蜡烛和光屏的位置不变,把凸透镜移到光具座上 35cm 刻线处,此时的物距为
u′ =50.0cm-35.0cm=15.0cm
因物距大于 1 倍焦距小于 2 倍焦距,成倒立放大的实像,生活中的投影仪就是利用这一原理工作的。
( 5 ) [6] 在如图乙所示实验情形下,如果保持凸透镜和光屏的位置不变,将蜡烛适当远离凸透镜,即物距变大,则像距变小,即像成在光屏的前面,发现光屏上烛焰的像变得模糊不清,此现象可以体现近视眼的成像情况。
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