Question

12．“探究凸透镜成像规律”：选用蜡烛、凸透镜（焦距f=10cm），光屏、光具座和火柴等器材．
（1）将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上，并调整三者的中心大致在同一高度上．
（2）当物距在10cm＜u＜20cm时，像距的范围是v＞20cm，此时光屏上呈现倒立（选填“倒立”或“正立”）的实像；物距、像距可用光具座上的刻度尺测量．
（3）如果发现烛焰的像成在光屏的上方，若要使烛焰成像在光屏中心，应将凸透镜向下（选填“上”或“下”）调整．
（4）当物距u′＜10cm时，我们通过透镜，逆着折射光的方向才能观察到蜡烛的虚像．

Answer 1

分析 （1）探究凸透镜成像的实验时，在桌面上依次放蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能成在光屏的中心．（2）凸透镜成实像时，物距处于f和2f之间；像距大于2f，成倒立放大的实像，利用题中给出的物距数值与焦距建立不等式，解出焦距满足的条件．（3）根据凸透镜成倒立实像进行分析，若物体相对于凸透镜向下移动，则像向上移动；
（4）u＜f，成正立放大的虚像，物像同侧．

解答 解：（1）在实验开始时，应调整蜡烛火焰、凸透镜及光屏三者的中心，使其大致同一高度上，这样才能保证像成在光屏的中央．
（2）已知焦距f=10cm，凸透镜成实像时，当物距在10cm＜u＜20cm时，像距v＞20cm，在光屏上得到一个倒立、放大的实像，
光具座上有刻度，因此物距、像距可用光具座上的刻度尺测量．
（3）蜡烛燃烧变短，所以像成在了光屏的上方，为了使像仍在成在光屏中央，可以将物体向上移动或将凸透镜向下移动或将光屏向上移动；
（4）当物距u′＜10cm时，成正立放大的虚像，物像同侧，此时我们通过透镜，逆着折射光的方向才能观察到蜡烛的虚像．
故答案为：（1）同一高度；（2）v＞20cm；（3）下；（4）通过透镜，逆着折射光的方向．

点评 凸透镜成像的几种情况和凸透镜成实像的实验结论是解决凸透镜成像习题的基础内容，一定要掌握．同时，还要注意实验中的细节操作和注意事项．