Question

4．在探究凸透鏡成像規(guī)律時，小捷用了9個紅色的發(fā)光二極管按“F”字樣鑲嵌排列在白色的板上代替蠟燭作光源，實驗裝置如圖所示：
（1）為了確定凸透鏡的焦距，小捷將凸透鏡正對太陽光，再把光屏放在另一側(cè)，改變凸透鏡與光屏的距離，直到光屏上出現(xiàn)一個亮點為止，測得它與凸透鏡中心的距離為10cm，確定出焦距f=10cm．
（2）凸透鏡固定在光具座的零刻度線上，小捷將光源移至光具座30cm處后，再移動光屏到如圖所示位置，光屏上會出現(xiàn)清晰縮小的實像（填“放大”、“縮小”或“等大”）；如果她將光源再遠(yuǎn)離凸透鏡一些，這時光屏應(yīng)向左移動（填“左”或“右”）．
（3）他們不用蠟燭，而用由幾個發(fā)光二極管做成“F”字樣的發(fā)光體進(jìn)行實驗，你認(rèn)為其好處是可以增加物體的亮度，使成像更清晰．（寫出一點即可）
（4）他們用三個焦距不同的凸透鏡進(jìn)行實驗，數(shù)據(jù)記錄如表．

次數(shù)	物距u/cm	焦距f/cm	像距v/cm
1	15	5	7.5
2		8	17.5
3		10	29.0

分析表中數(shù)據(jù)可知：當(dāng)物距一定時，焦距越大，像距越大；根據(jù)你所學(xué)凸透鏡成像規(guī)律分析，此時所成像的大小越大．（均選填“越大”、“越小”或“不變”）

Answer 1

分析 （1）要解決此題，首先要掌握焦點和焦距的概念：平行于主光軸的光線會聚于一點，此點為凸透鏡的焦點．由焦點到凸透鏡光心的距離叫做焦距，粗略測量薄透鏡的焦距時，可以測出從焦點到凸透鏡的距離即可．
（2）要解決此題，需要掌握凸透鏡成像的規(guī)律．知道當(dāng)物距大于2倍焦距時，凸透鏡成倒立、縮小的實像．并且成實像時，物距越大，成的像越小，像距也越�。�
（3）要解決此題，需要分析二極管與燭焰的區(qū)別：二極管比燭焰的亮度更大，并且形狀更特別，在研究時更容易理解倒立實像的含義．并且二極管發(fā)光比較環(huán)保安全．蠟燭在燃燒時會消耗而變短，同時遇到風(fēng)會晃動．
（4）在解決此題時，需要仔細(xì)分析透鏡焦距的變化和像距的變化．并且要掌握凸透鏡成像的規(guī)律，知道物距越小，像距越大，成的像也越大．

解答 解：
（1）為了確定凸透鏡的焦距，首先要找到凸透鏡的焦距，所以將凸透鏡正對太陽光，再把光屏放在另一側(cè)，改變凸透鏡與光屏的距離，直到光屏上出現(xiàn)一個最小、最亮的點，便為焦點．焦點到凸透鏡中心的距離為10cm，所以此凸透鏡的焦距為10cm．
（2）由（1）知，f=10cm，所以2f=20cm；
凸透鏡固定在光具座的零刻度線上，小捷將光源移至光具座30cm處，所以此時物距u=30cm＞2f．所以成倒立、縮小的實像．
若將光源遠(yuǎn)離凸透鏡，則物距增大，根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律得，像距要減小．所以光屏要靠近凸透鏡即向左移動．
（3）發(fā)光二極管比燭焰的亮度更大、更環(huán)保，更容易看出倒立實像不僅是上下相反、而且是左右相反；同時蠟燭燃燒有火焰，不如發(fā)光二極管安全；火焰在有風(fēng)的時候會晃動，同時蠟燭會越燒越短，而二極管不會．
（4）由表格中數(shù)據(jù)可知，物距一定，凸透鏡的焦距在增大，成像的像距也在增大．根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律，在換用焦距更大的凸透鏡時，其實是減小了物距，所以像距增大，成的像也會更大．
故答案為：（1）亮點；10；（2）縮小；左；（3）可以增加物體的亮度，使成像更清晰；（4）越大；越大．

點評 此題主要考查了粗略測量凸透鏡焦距的方法，關(guān)鍵是掌握焦點和焦距的概念．同時考查了凸透鏡成像的規(guī)律，要熟記其內(nèi)容，并搞清像距與物距之間的關(guān)系．