Question

5．某次光學(xué)實驗中需要將一束粗平行光變成細(xì)平行光，若要求你只利用兩塊透鏡的組合來解決這個問題．
（1）請在如圖的兩個方框中各畫出一種組合方式（要在圖中畫清光束粗細(xì)的變化）

（2）分別寫出兩塊透鏡間的距離S與兩塊透鏡到各自焦點的距離f_左、f_右的關(guān)系，并判斷f_左、f_右的大�。�
S=f_左+f_右，S=f_左-f_右f_左＞f_右（填“＞”“=”或“＜”）

Answer 1

分析 ①根據(jù)圖示的情況，可以發(fā)現(xiàn)一個光學(xué)元件是不能達(dá)到目的，就要用到兩個光學(xué)元件進(jìn)行組合．最終的出射光線與原來的入射光線相比，雖然都是平行光，但其更加會聚了，因此可以確定，首先要放置一個會聚透鏡．
②出射光線的最上面的一條有可能是與入射光線的最上面的是一條光線，也有可能是與最下面的入射光線是一條，因此要討論．

解答 解：（1）當(dāng)最下面的出射光線與最上面的光線相對應(yīng)時，光線經(jīng)過凸透鏡折射后要會聚于一點，即其右焦點；此時的光線要過第二個凸透鏡的左焦點，然后平行射出才出現(xiàn)圖示的現(xiàn)象．故答案如圖所示．
若設(shè)第一個凸透鏡的焦距為f_左，第二個凸透鏡的焦距為f_右．由此可知兩塊透鏡的距離s跟兩個透鏡到各自焦點的距離f_左、f_右的關(guān)系是：s=f_左+f_右．
（2）當(dāng)兩條最上面的光線是一條光線時，首先經(jīng)過凸透鏡的會聚，然后要在經(jīng)過凹透鏡的發(fā)散才能在最上面．因為出射光線與入射光線都是平行光，所以第一次折射后的折射光線要過凸透鏡的焦點，第二次的入射光線要射向凹透鏡的另一個焦點．且兩個透鏡的焦點重合在F點．答案如圖所示．
若設(shè)第一個凸透鏡的焦距為f_左，凹透鏡的焦距為f_右．由此可知兩塊透鏡的距離s跟兩個透鏡到各自焦點的距離f_左、f_右的關(guān)系是：s=f_左-f_右．由圖可知，f_左＞f_右．
故答案為：

f_左+f_右；f_左-f_右；＞．

點評 本題考查了透鏡對光線的折射作用．注意是兩種情況．在此題中，不僅要正確地畫出凸透鏡與凹透鏡的位置，更要明確地明確地標(biāo)出其焦點的位置關(guān)系．