Question

（2011?海安县一模）在利用太阳光测凸透镜焦距的实验中
（1）小丽的方案如图所示．移动凸透镜白纸上的光斑最小时，凸透镜到白纸的距离为10cm，则凸透镜的焦距为

10

cm．
（2）对用太阳光测量凸透镜焦距的具体操作提出一条注意事项：

凸透镜正对太阳光

．
（3）小丽发现：将凸透镜正对着太阳光，再把一张白纸放在它的另一侧，无论怎样调节白纸的位置，都不能使太阳光在白纸上会聚成一点，而是一个光斑，这个光斑的直径有两三毫米．这是为什么呢？
小丽猜想：太阳光不能会聚成一点是由于光的色散引起的．
①小丽猜想的理由或依据是

不同色光通过三棱镜的折射程度不同（凸透镜可以看成多个三棱镜组合而成的）

．
②为了验证小丽的猜想，简要的做法是

把一片红色透明胶片放置在凸透镜的前方，调节白纸的位置，观察光斑的大小变化（或用单色光照射凸透镜，调节白纸的位置，观察光斑的大小变化）

．
③如果小丽的猜想正确，实验中观察到的现象是

观察到光斑变小

．

Answer 1

分析：根据凸透镜焦点和焦距的定义进行判断．
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点和光心的距离是凸透镜的焦距．
凸透镜正对太阳光时，光线才能平行于主光轴，经凸透镜折射后会聚成的最小、最亮的点才是凸透镜的焦点，才能得到准确的焦距．
太阳光经三棱镜之后变得发散，其原因是太阳光由七种色光组成，不同色光的折射能力不同，所以才形成红橙黄绿蓝靛紫的光谱．
实验时光斑太大是因为不同的色光折射能力不同造成的，为了证明这个问题，可以用单色光照射凸透镜，或用彩色透明胶片放在凸透镜前，观察光斑大小的变化．

解答：解：（1）移动凸透镜白纸上的光斑最小，这个光斑是凸透镜的焦点，凸透镜到焦点的距离为10cm，则凸透镜的焦距为10cm．
（2）阳光聚焦法，一定要注意使凸透镜正对太阳光，移动白纸在白纸上得到最小的光斑，这个光斑才是凸透镜的焦点．
（3）①凸透镜正对着太阳光，白纸上会聚成一个直径有两三毫米的光斑，是由于不同色光通过三棱镜的折射能力不同，不能在白纸上会聚成最小、最亮的点．
②为了验证太阳光不能会聚成一点是由于光的色散引起的，把一片红色透明胶片放置在凸透镜的前方，调节白纸的位置，观察光斑的大小变化；或用单色光照射凸透镜，调节白纸的位置，观察光斑的大小变化．如果光斑变小，猜想正确．
③如果小丽的猜想正确，把一片红色透明胶片放置在凸透镜的前方，调节白纸的位置，会看到光斑变小．
故答案为：（1）10；（2）凸透镜正对太阳光；
（3）①不同色光通过三棱镜的折射程度不同（凸透镜可以看成多个三棱镜组合而成的）；
②把一片红色透明胶片放置在凸透镜的前方，调节白纸的位置，观察光斑的大小变化（或用单色光照射凸透镜，调节白纸的位置，观察光斑的大小变化）；
③观察到光斑变小．

点评：太阳光是复色光，经过三棱镜折射后，由于不同的色光折射能力不同，才出现七色光谱，经凸透镜折射后光斑比较大．