Question

如图所示，一点光源位于金属圆筒内部轴线上A点．圆筒轴线与凸透镜主光轴重合，光屏与圆筒轴线垂直且距离透镜足够远．此时，点光源正好在光屏上形成一个清晰的像，测出此时凸透镜与圆筒右端面的距离为L；向右移动凸透镜到适当位置，光屏上再次出现了清晰的像．由于光源位于圆筒的内部，无法直接测量出A与筒右端面的距离d，为了求出d的大小，在上述过程中还需要测量出的一个物理是    ；如果用N来表示该物理量的大小，则可以得出d为    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）第一次成像时，光屏离凸透镜足够远，说明此时点光源在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间成放大的实像，光屏上出现一个放大的亮点．
（2）第二次成像时，凸透镜右移，物像之间的距离没有发生变化，电光源在凸透镜的二倍焦距以外成缩小的实像，光屏上出现一个缩小的亮点．
（3）根据光的折射中，光路是可逆的，第一次成像的物距和第二次成像的像距距离是相等的．测量第二次实验的像距，即第一次的物距，即可求出d 的大小．
解答：解：如图，第一次实验中物距u=d+L，由于光屏距离凸透镜足够远，所以电光源在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，像距在凸透镜的二倍焦距以外，成放大的实像，光屏上出现一个放大的亮点．
电光源和光屏之间的距离不变，把凸透镜向右移动，光屏上再次出现清晰的像，此时电光源在凸透镜的二倍焦距以外，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，成缩小的实像，光屏上出现一个缩小的亮点．
根据光的折射中光路是可逆的，第一次实验的物距和第二次实验的像距是相等的．所以测量第二次实验成像时，凸透镜和光屏之间的像距，即第一次实验的物距N，所以N=d+L，所以d=N-L．

故答案为：第二次成像时透镜与光屏的距离；N-L．
点评：当物像之间的距离不变时，只移动凸透镜的位置，光屏上两次出现清晰的像，第一次成像的物距和第二次成像的像距是相等的，第一次成像的像距和第二次成像的物距是相等的，这是本题的关键．