《2025年新课程实践与探究丛书八年级物理上册人教版》

例1 (2024·山东威海)探究凸透镜成像的规律。
第一步：测量凸透镜焦距。
(1)让太阳光依次通过多个带孔的挡板,得到平行光后照射到凸透镜上,如图甲所示。若想找到透镜焦点,应顺时针(选填“顺时针”或“逆时针”)旋转透镜。找到焦点的位置后,测出透镜的焦距为 $15 \, cm$。
第二步：探究成像规律。
正确安装并调节实验器材,实验过程中凸透镜始终处于 $50 \, cm$ 刻度处。
(2)图乙中光屏上不能(选填“能”或“不能”)承接到清晰的像。
(3)将蜡烛移至 $15 \, cm$ 刻度处,若想在光屏上承接到清晰的像,光屏应向左(选填“左”或“右”)移动,请写出生活中利用该成像特点的一个实例：照相机。
(4)当光屏上成清晰的像时,若用遮光板遮住透镜上半部分,像如何变化？像会变暗；若把红色、蓝色两张透明玻璃片从左到右依次放置在蜡烛和凸透镜之间,光屏上是否仍然成像？否(选填“是”或“否”)。
思路点拨 (1)根据过透镜的三条特殊光线可知,平行于主光轴的光线将汇聚于焦点,故要找到焦点的位置,需要使光线平行于主光轴射入透镜,即应顺时针旋转透镜,使太阳光平行于凸透镜的主光轴射入。(2)由(1)可知,透镜的焦距为 $15 \, cm$,由图乙可知,此时的物距为 $20 \, cm$,在 $1$ 倍焦距和 $2$ 倍焦距之间,根据凸透镜成像规律可知,若要成清晰的像,像距应大于 $2$ 倍焦距,即大于 $30 \, cm$,而此时光屏与凸透镜的距离恰好为 $30 \, cm$,故不能承接到清晰的像。(3)将蜡烛移至 $15 \, cm$ 刻度处,此时的物距为 $35 \, cm$,大于 $2$ 倍焦距,则像距应在 $1$ 倍焦距与 $2$ 倍焦距之间,即光屏应位于 $65 \, cm$ 刻度线与 $80 \, cm$ 刻度线之间,故光屏应向左移动,生活中利用该成像特点制成了照相机。(4)当光屏上成清晰的像时,若用遮光板遮住透镜上半部分,所成的像仍然完整,但像的亮度会下降,原因是光屏上承接的光线减少了；红色、蓝色两张透明玻璃片只能分别透过红光和蓝光,蜡烛的光经过红色玻璃板后,玻璃板透过红色光,吸收其他色光,而蓝色玻璃板会吸收红色光,导致最终没有光线射到光屏上,故把红色、蓝色两张透明玻璃片从左到右依次放置在蜡烛和凸透镜之间,光屏上不能成像。
规律总结 (1)平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于焦点,焦点到光心的距离就是焦距。(2)当 $f ＜ u ＜ 2f$ 时,像距必须大于 $2f$ 才能在光屏上成倒立、放大的清晰实像。(3)当 $u ＞ 2f$ 时,成倒立、缩小的实像,和照相机的原理相同；根据像与物同向移动的规律,物体向左移,光屏也应该向左移,像才会清晰。(4)遮住凸透镜的上半部分,剩下的部分仍为凸透镜,成像的性质不变,但此时像的亮度会降低；有色透明的物体只能透过和它颜色相同的光,同时吸收其他色光。

答案： 例1　
(1)顺时针　
(2)不能　
(3)左　照相机　
(4)像会变暗　否