小明利用一未知焦距的凸透镜探究透镜的成像规律,进行了如下操作并得到了相关结论.请你将空缺部分补充完整.
(1)将一束平行光射向凸透镜,得到如图所示的光路.则该透镜的焦距为________cm.
(2)将蜡烛、透镜和光屏放在光具座上,并使烛焰、透镜和光屏三者的中心大致在________
(3)按要求进行观察和测量,并将观测情况记录在下表中.
实验序号物距u/cm像距/cm像的性质13015倒立、缩小的实像22516.7________32020倒立、等大的实像415________倒立、放大的实像55--正立、放大的虚像①表中实验序号2中像的性质为________,生活中的________就是利用此规律制成的.比较实验序号1和4,实验序号4中像距为________cm,由此可知在物屏距离不变的情况下移动凸透镜光屏上可得________次像.此现象说明凸透镜成像时光路________.
②当烛焰从远处向透镜靠近时,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏应向________(选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动.实验中像呈在光屏的正上方不便观察,要想将像移至光屏中央,如果只移动蜡烛,则应该将蜡烛向________(选填“上”或“下”)移动.
网友回答
解:(1)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,焦点到光心的距离是凸透镜的焦距,所以凸透镜的焦距是10cm.
(2)将蜡烛、透镜和光屏放在光具座上,并使烛焰、透镜和光屏三者的中心大致在同一高度,像可以成在光屏的中央位置.
(3)①实验序号2,u=25cm,凸透镜的焦距是10cm,u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机.
光的折射中,光路是可逆的,u=30cm,v=15cm,所以当u=15cm,v=30cm,所以当物屏距离不变的情况下移动凸透镜光屏上可得2次像.由此可以推断光路是可逆的.故表格填写如下:
实验序号物距u/cm像距/cm像的性质13015倒立、缩小的实像22516.7倒立、缩小的实像32020倒立、等大的实像41530倒立、放大的实像55--正立、放大的虚像②光屏上能承接到的像是实像,凸透镜成实像时,物距减小,像距变大.当烛焰从远处向透镜靠近时,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏应向远离凸透镜的方向移动.
实验中像呈在光屏的正上方不便观察,根据光线过光心不改变方向,所以要想将像移至光屏中央,可以使蜡烛向下移动,或使凸透镜向下移动,或使光屏向上移动.
故