Question

王明同学在实验室用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像的规律”实验．（1）他的实验装置如图所示，如

王明同学在实验室用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像的规律”实验．（1）他的实验装置如图所示，如果你是他的合作者，请帮他指出该装置中的两处错误：①______；②______．（2）错误改正完毕，王明将点燃的蜡烛、凸透镜固定好位置后，无论怎样移动光屏，在光屏中心都只能看到一个大小不变的圆形光斑，你认为______．（3）王明重新调整蜡烛的位置后，当蜡烛、凸透镜和光屏分别在光具座的15、50、70刻度线位置时，在光屏上恰好出现清晰烛焰的像，则凸透镜焦距的范围是______．

Answer 1

（1）从图上看，将蜡烛放在了凸透镜和光屏的中间，这样无法在光屏上成像．
而光屏、烛焰、凸透镜的中心未在同一高度处，并且相差很大，这样使像不能成在光屏的中央．
故答案为；①蜡烛烛焰中心、凸透镜中心和光屏中心不在同一高度；
②蜡烛、凸透镜和光屏三者位置顺序放错，从左至右应依次放置蜡烛、凸透镜和光屏．
（2）若将蜡烛放在焦点处，则发出的光经凸透镜后，平行于主光轴，则在光屏上会出现一个与凸透镜等大的圆形的光斑．
故答案为：可能出现的原因是烛焰处于凸透镜焦点的位置上．
（3）由题意知，u=35cm，v=20cm，因在光屏上恰好出现清晰烛焰的像，所以所成的像是倒立缩小实像，则此时物距u=35cm，v=20cm，凸透镜成像的规律中的物距大于二倍焦距成倒立缩小实像，像距大于一倍焦距小于二倍焦距可得

u＝35cm＞2f 2f＞v＝20cm＞f

，
解得凸透镜焦距的范围是10cm＜f＜17.5cm．