Question

4．利用光具座探究凸透镜成像的规律．
（1）如图所示，一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑．由图可知，该凸透镜的焦距是10.0cm，那么，小明想要利用这个透镜在光屏获得一个缩小的像，应当把物体放在距离透镜20cm之外处．
（2）实验过程中，当把烛焰放在距凸透镜16cm处时，在凸透镜另一侧移动光屏，光屏上得到了一个倒立、放大的实像．由于蜡烛燃烧变短，使烛焰的像成在了光屏中心的上方，要使像仍然成在光屏的中心，如果只调整凸透镜，应将凸透镜向下调．
（3）为了做进一步的探究，让凸透镜和烛焰的位置保持不变，将光屏远离凸透镜2cm，结果光屏上原来清晰的烛焰像变模糊了，接着将一个近视眼镜放在透镜与烛焰之间并做适当调整，结果光屏上烛焰的像再次变清晰，此过程探究的是近视眼的矫正方法．近视眼镜的镜片是凹透镜，它对光线有发散作用．

Answer 1

分析 （1）通过a图所示的现象，结合凸透镜焦点的定义即可确定该凸透镜的焦距．当物体在凸透镜二倍焦距以外时，成的是倒立的、缩小的实像．
（2）利用物距与焦距的关系，结合凸透镜成像的规律，即可确定物距为16厘米时的成像性质．
若烛焰的像成在光屏的上方，说明烛焰的位置太靠下，所以烛焰要相对于凸透镜向上移动．
（3）近视眼镜实际上一个凹透镜，而凹透镜对光线有发散作用．

解答 解：（1）平行光线经过凸透镜后会聚于一点，这一点就是焦点．焦点到光心的距离是焦距，根据图示中光屏在刻度尺上的位置，可以读出该凸透镜的焦距是10.0cm；想要利用这个透镜获得一个缩小的像，应当把物体放在距离凸透镜2倍焦距以外的地方，也就是大于20cm的地方；
（2）当物距为16厘米时，由于16厘米大于该凸透镜的一倍焦距而小于其二倍焦距，根据凸透镜成像规律可以确定此时的物体在光屏上成倒立、放大的实像．
由于凸透镜成的是倒立的实像，所以由于蜡烛太短而使得像在光屏中心的上方．所以应将蜡烛向上调或将凸透镜向下调．
（3）近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，使原来会聚成像的光线延迟会聚，像远离凸透镜，像刚好成在远离的光屏上．
故答案为：（1）10.0；20cm之外；（2）放大；下；（3）凹；发散．

点评 此题不仅考查了凸透镜成像的规律，还考查了一个知识点：刻度尺的读数，别忘了估读这个细节．