题文

请写出测定凸透镜焦距的方法．

题型：问答题  难度：中档

答案

凸透镜对光线有会聚作用，能使平行于主光轴的光会聚在一点． 方法一阳光聚焦法：找一张白纸和一把刻度尺，在太阳光下， 移动凸透镜到白纸的距离，使光在白纸上得到一个最小最亮的光点，用刻度尺测出此时亮点到凸透镜的距离就是该凸透镜的焦距． 根据凸透镜成像规律，当物距等于像距等于2倍焦距时，可成倒立等大的实像． 方法二：需要一根蜡烛、凸透镜、光屏及光具座，将蜡烛点燃，将这三者都依次放在光具座上， 且使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心放在同一高度上，然后移动蜡烛及光屏，直到在光屏上成 等大倒立的烛焰的像时，这时测量蜡烛到凸透镜的距离，然后再除以2，即为凸透镜的焦距．

据专家权威分析，试题“请写出测定凸透镜焦距的方法．-物理-”主要考查你对  辨别凸透镜和凹透镜的方法  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

辨别凸透镜和凹透镜的方法

考点名称：辨别凸透镜和凹透镜的方法

• 辨别凹透镜和凸透镜的方法：
  “一摸二看三照”：
  一、是从这两种透镜的外形特征着眼，通过比较透镜中央和边缘的厚薄加以辨别（即用“摸”的方法）；
  
  二、是从透镜的成像特点着眼，通过透镜去观察近处物体（如书上的文字），看它是成正立、放大的像，还是正立、缩小的像，从而加以辨别（即用“看”的方法）；
  
  三、是从透镜对光线的作用入手加以辨别，看它能否使平行光（太阳光）会聚在一点加以辨别（即用“照”的方法）。
  
  四、除此以外，还有其他的方法。例如：用“晃”的方法：通过透镜观察距透镜较近书上的文字，晃动透镜，若发现像的移动方向总与透镜相同，则该透镜是凹透镜；若发现像的移动方向总与透镜相反，则该透镜是凸透镜。用“叠合”的方法：例如，可先通过一个凸透镜（或凹透镜）观察它对光线的作用或成像的情况，然后将未知透镜与它叠合在一起，再观察对光线作用或成像情况的变化，从而判断该透镜是凸透镜还是凹透镜。至于哪种判断方法好，要视具体情况而定。例如，如果待辨别透镜的中央与边缘的厚薄差异不明显，就不能用“摸”的方法（况且光学镜面一般是不允许用手直接去摸的）；在有太阳光与没有太阳光的场合，所选的方法可能不同。
  总之，一种好方法，应该简便、易行、有效，但它是随场合变化而变化的，不宜一概而论。
  

• 光学黑箱子题的解法
  如下图：每个方框中放着一个光学元件，请在方框内填入合适的“镜”。
  
  分析
  (1)从光路图上观察所用镜是让光线发生反射还是折射，以此为依据判断用面镜还是透镜，上述十一个图中，有四个图E、F、G、H中的镜让光线发生了反射，应填面镜；其余图中光线均发生折射，光透过了镜，应填透镜。
  
  (2)确定了使用面镜还是透镜后，再观察所用镜对光线起何种作用：发散、会聚、镜面反射。
  
  (3)具体分析：E图，光平行射人，又平行射出，在镜上发生了镜面反射，故E图应填平面镜；F图，面镜使平行光线会聚于焦点，应填凹面镜；G图，面镜使平行光线变得发散，应填凸面镜；H图，面镜使发散的入射光线不再发散，而变成平行光线，对光线有会聚作用，与F图构成光路可逆，也应填凹面镜。其余七图都应填透镜，透镜分两种：凸透镜对光线有会聚作用；凹透镜对光线有发散作用。凸透镜能使平行光线会聚于焦点，故A图应填凸透镜；凹透镜能使平行于主光轴的光线变得发散，故B图应填凹透镜；c图与B图看起来差不多，实际截然相反，c图入射光线单箭头在上，双箭头在下，而折射光线却变成双箭头在上，单箭头在下，表明它们是交叉(会聚)以后才发散的，只不过会聚部分未画出来，只看到发散部分，此题极容易错误地填凹透镜，仔细看来应填有会聚作用的凸透镜；D图，透镜让发散的人射光线变得平行，对光线有会聚作用，与 A图构成光路可逆，符合从焦点发出的光线经凸透镜折射后平行于主光轴的规律，应填凸透镜；剩下的I图和J图是此题的难点，I图易错填为凸透镜，J图则易错填为凹透镜，这两种填法错误的原因是对教材内容理解有误，认为“会聚了的光线一定是经过凸透镜折射”、 “发散了的光线一定是经过凹透镜折射”。以凸透镜为例，它对光线有会聚作用，有此作用却不一定会聚，如 D图，凸透镜对两条发散的入射光线有会聚作用，使其不再发散而平行，就没有会聚到一点。若这两条发散入射光线的光源更靠近凸透镜，在焦距以内，凸透镜对两条光线虽有会聚作用，将它们拉向主光轴，但却不能让折射光线平行射出，仍然是发散的，只不过与入射光线相比较，没有那么散罢了。凹透镜对光线的发散作用也可作类似分析。假设没有透镜在中间起折射作用，光在同种均匀介质中应沿直线传播，画出这种假想沿直线传播的光线，为与实际相区别，用虚线表示。I 图应填凹透镜；J图透镜让发散很大的光线靠近一点，折射光线没那么散了，起会聚作用，应填凸透镜；K图中光线经折射后变得发散，故为凹透镜。
  
  (4)根据判断，填入合适的元件。
  总结：镜的作用与镜的类型对应如下：
  镜面反射(平行射入，平行射出)——平面镜；
  反射后起会聚作用——凹面镜(凹镜)；
  反射后起发散作用——凸面镜(凸镜)；
  折射后起会聚作用——凸透镜；
  折射后起发散作用——凹透镜。