Question

在探究凸透镜成像规律时，小捷用了9个红色的发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色的板上代替蜡烛作光源，实验装置如图所示：
（1）为了确定凸透镜的焦距，小捷将凸透镜正对太阳光，再把光屏放在另一侧，改变凸透镜与光屏的距离，直到光屏上出现一个______（填“亮点”或“亮环”）为止，测得它与凸透镜中心的距离为10cm，确定出焦距f=______（填“5cm”或“10cm”）．
（2）凸透镜固定在光具座35cm刻度线上，小明将光源移至20cm刻度线时，在光屏上出现倒立、放大的______（选填“实”或“虚”）像；如果小明将光源移至29cm刻度时，他通过凸透镜看到光源的______（选填“倒立”或“正立”）、放大的虚像．
（3）同学们对小明使用的实验装置进行如下评价，其中错误的是______．
A．与烛焰相比，实验使用的光源不会晃动，光屏上所成的像比较稳定
B．光源镶嵌在白色方格板上，用同样的白色方格板做光屏，便于比较像与物的大小
C．使用这种光源时，光源中心与凸透镜中心、光屏中心不需要调在同一高度
（4）小明将二极管换成发紫色光的二极管，将实验装置放置如步骤（2）进行，发现光屏不能得到清晰的像，需要将光屏靠近凸透镜后才能得到清晰的像，请你给出一个合理的猜想：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据凸透镜焦点和焦距的定义进行判断．
（2）根据凸透镜和光源的位置求出物距，根据物距和焦距的关系，进行判断凸透镜成像情况．
（3）①用红色的发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色的板上代替蜡烛作光源，光源不晃动，像比较稳定．便于观察像的清晰程度．
②光源镶嵌在白色方格板上，用同样的白色方格板做光屏，有小方格便于比较物像大小关系．
③无论使用哪一种光源，都要使光源、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，使像成在光屏的中央位置．
（4）红色光和紫色光通过凸透镜时，凸透镜对紫色光的偏折能力更强一些，使像会聚在偏向凸透镜的方向．
解答：解：（1）凸透镜正对太阳光，太阳光平行于主光轴经过凸透镜，在凸透镜的后面会聚成一个最小最亮的亮点，这个亮点是凸透镜的焦点．焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是10cm．
（2）①凸透镜固定在光具座35cm刻度线上，小明将光源移至20cm刻度处时，物距u=35cm-20cm=15cm，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像．
②凸透镜固定在光具座35cm刻度线上，如果小明将光源移至29cm刻度时，物距u=35cm-29cm=6cm，u＜f，在凸透镜的异侧成正立、放大的虚像．所以他通过凸透镜看到光源的正立、放大的虚像．
（3）A．二极管光源与烛焰相比，二极管光源不会晃动，光屏上所成的像比较稳定，便于观察像的清晰程度．说法正确．
B．光源镶嵌在白色方格板上，用同样的白色方格板做光屏，由于有小方格，便于比较像与物的大小．说法正确．
C．实验时，无论使用哪一种光源，光源、凸透镜、光屏的中心都要在同一高度，使像成在光屏的中央．说法错误．
（4）红色光和紫色光通过凸透镜时，凸透镜对紫色光的偏折能力更强一些，使像会聚在偏向凸透镜的方向，所以要想在光屏上得到清晰的像，光屏要靠近凸透镜．
故答案为：（1）亮点；10cm；（2）实；正立；（3）C；（4）凸透镜对紫色光的偏折能力更强．
点评：不同的色光通过凸透镜时，凸透镜对不同的色光折射能力不同，所以才出现太阳光通过三棱镜出现七色光谱，这是本题最后一空猜想的重要依据．