Question

6．某實驗小組用焦距為10cm的凸透鏡合作探究“凸透鏡成像規(guī)律”． 
（1）在探究過程中，他們將蠟燭、凸透鏡、光屏固定在光具座上，蠟燭和透鏡位置如圖所示，點燃蠟燭后，沿光具座無論怎樣移動光屏，在光屏上始終得不到燭焰的像，你認為可能的原因是燭焰中心、凸透鏡光心、光屏中心不在同一高度．
（2）上述問題解決后，他們將蠟燭、凸透鏡固定在光具座如圖位置，移動光屏后得到燭焰清晰、完整的像，該像是倒立、縮小的實像．接下來他們保持蠟燭和光屏的位置不動，將凸透鏡向蠟燭的方向移動，光屏上再次出現(xiàn)了一個倒立、放大的實像．
（3）若將蠟燭移到距凸透鏡5cm處時，前后移動光屏，在光屏上不能（選填“能”或“不能”）得到蠟燭的像．利用此原理工作的光學儀器有放大鏡．

Answer 1

分析 （1）光屏上得不到燭焰像的情況有三種：①成的像是虛像，虛像是不會成在光屏上的；②成實像，但由于燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心不在同一高度上，雖然成的是實像，但光屏上顯示不出來；③不成像，當物體位于焦點上，即u=f時，此時不成像，所以光屏上也得不到燭焰的像．
（2）凸透鏡成像的四種情況：
①U＞2f時，在凸透鏡的另一側得到倒立、縮小的實像，f＜v＜2f．
②U=2f時，在凸透鏡的另一側得到倒立、等大的實像，v=2f．
③2f＞U＞f時，在凸透鏡的另一側得到倒立、放大的實像，v＞2f．
④U＜f時，蠟燭的同側得到正立、放大的虛像，v＞u．
（3）u＜f，成正立、放大的虛像，在光屏上不能得到蠟燭的像，這是放大鏡的原理．

解答 解：（1）在做凸透鏡成像規(guī)律的實驗時，首先要調(diào)整三者的中心在同一高度上，這樣做的目的就是為了保證使燭焰的像能夠成在光屏上，所以當調(diào)整光屏的位置始終光屏上沒有像時，首先要想到這種可能．其次利用實像與虛像的區(qū)別，再考慮成的是虛像這種可能．
（2）此時物距為40cm，而焦距為10cm，物距大于2倍焦距，所以成的像是倒立、縮小的實像；保持蠟燭和光屏的位置不動，將凸透鏡向蠟燭的方向移動，根據(jù)光路可逆的原理，當現(xiàn)在的物距等于原來的像距，現(xiàn)在的像距等于原來的物距，即物距小于像距時，成倒立、放大的實像．
（3）若將蠟燭移到距凸透鏡5cm處時，此時u＜f，成正立、放大的虛像，在光屏上不能得到蠟燭的像，這是放大鏡的原理．
故答案為：（1）燭焰中心、凸透鏡光心、光屏中心不在同一高度；（2）縮小；放大；（3）不能；放大鏡．

點評 此題是探究凸透鏡成像的實驗，考查了學生對實驗操作的要求．一定要注意實驗前的調(diào)整工作．為使像成在光屏的中央，應使凸透鏡、燭焰、光屏的中心大致在同一高度處．