探究凸透镜成像的规律
在“探究凸透镜成像的规律”实验中用到的器材：发光物体、______、光屏和光具座。分别把上述物体安装在光具座上,调整它们的高度,使它们的中心高度相同,目的是使像成在光屏的______。光屏的作用是承接并显示凸透镜所成的____(选填“虚”或“实”)像。
在“探究凸透镜成像的规律”实验中用到的器材：发光物体、______、光屏和光具座。分别把上述物体安装在光具座上,调整它们的高度,使它们的中心高度相同,目的是使像成在光屏的______。光屏的作用是承接并显示凸透镜所成的____(选填“虚”或“实”)像。
答案：凸透镜 中央 实
【典例 1】 小敏利用如图 5.3 - 2 所示的装置做“探究凸透镜成像的规律”实验。
(1)如图 5.3 - 2 甲所示(图中刻度尺单位：cm),平行光正对凸透镜照射,移动光屏直到光屏上出现一个最小、最亮的光斑,据此可知,该凸透镜的焦距 $ f = $______ cm。
(2)在调节蜡烛、凸透镜和光屏的高度时,蜡烛______(选填“需要”或“不需要”)点燃。组装实验装置时,为使像成在光屏中央,应该进行的操作是______。
(3)调整实验装置后,如图 5.3 - 2 乙所示位置,此时光屏上清晰的像应该是倒立、______(选填“放大”或“缩小”)的实像,成像特点与______(选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)成像特点相同。
(4)若将蜡烛移动到光具座 20 cm 处,则此时像距 $ v = $______ cm。
(1)如图 5.3 - 2 甲所示(图中刻度尺单位：cm),平行光正对凸透镜照射,移动光屏直到光屏上出现一个最小、最亮的光斑,据此可知,该凸透镜的焦距 $ f = $______ cm。
(2)在调节蜡烛、凸透镜和光屏的高度时,蜡烛______(选填“需要”或“不需要”)点燃。组装实验装置时,为使像成在光屏中央,应该进行的操作是______。
(3)调整实验装置后,如图 5.3 - 2 乙所示位置,此时光屏上清晰的像应该是倒立、______(选填“放大”或“缩小”)的实像,成像特点与______(选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)成像特点相同。
(4)若将蜡烛移动到光具座 20 cm 处,则此时像距 $ v = $______ cm。
答案：解析 (1)图甲中,平行光线经凸透镜后会聚到一点,说明凸透镜对光线具有会聚作用,焦点到凸透镜光心的距离叫作焦距,所以焦距为 $ f = 40.0\ cm - 30.0\ cm = 10.0\ cm $。
(2)进行凸透镜成像实验时,烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度,像才能呈现在光屏的中央位置,所以在调节蜡烛、凸透镜和光屏的高度时,蜡烛需要点燃。
(3)图乙中,物距等于 $ 50.0\ cm - 35.0\ cm = 15.0\ cm $,介于 1 倍焦距和 2 倍焦距之间,此时光屏上清晰的像应该是倒立、放大的实像。其成像特点与投影仪成像特点相同。
(4)图乙中,物距为 $ 15.0\ cm $,像距为 $ 80.0\ cm - 50.0\ cm = 30.0\ cm $；
若将蜡烛移动到光具座 20 cm 处,则此时物距为 $ 50.0\ cm - 20.0\ cm = 30.0\ cm $；
根据对称性可知,此时像距 $ v = 15.0\ cm $。
答案 (1)10.0 (2)需要 使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在同一高度(3)放大 投影仪 (4)15.0
(2)进行凸透镜成像实验时,烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度,像才能呈现在光屏的中央位置,所以在调节蜡烛、凸透镜和光屏的高度时,蜡烛需要点燃。
(3)图乙中,物距等于 $ 50.0\ cm - 35.0\ cm = 15.0\ cm $,介于 1 倍焦距和 2 倍焦距之间,此时光屏上清晰的像应该是倒立、放大的实像。其成像特点与投影仪成像特点相同。
(4)图乙中,物距为 $ 15.0\ cm $,像距为 $ 80.0\ cm - 50.0\ cm = 30.0\ cm $；
若将蜡烛移动到光具座 20 cm 处,则此时物距为 $ 50.0\ cm - 20.0\ cm = 30.0\ cm $；
根据对称性可知,此时像距 $ v = 15.0\ cm $。
答案 (1)10.0 (2)需要 使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在同一高度(3)放大 投影仪 (4)15.0