小金和小玲在學習了凸透鏡成像的知識后,進一步探究凸透鏡成實像時像距的變化規(guī)律,她們分別在光具座上進行實驗。每次實驗時,她們先固定發(fā)光物體與光屏的距離,再通過移動凸透鏡的位置,使光屏上得到清晰的像,表一、表二分別記錄了她們通過實驗獲得的部分數(shù)據(jù)。
表一:小金的實驗數(shù)據(jù)(焦距:12cm) |
序 號 |
物屏距離(cm) |
物距 (cm) |
像距 (cm) |
像距和物距的差值(cm) |
1 |
64 |
16 |
48 |
32 |
2 |
52 |
19 |
33 |
14 |
3 |
49 |
22 |
27 |
5 |
4 |
50 |
30 |
20 |
-10 |
表二:小玲的實驗數(shù)據(jù)(焦距:15cm) |
序 號 |
物屏距離(cm) |
物距 (cm) |
像距 (cm) |
像距和物距的差值(cm) |
5 |
90 |
19 |
71 |
52 |
6 |
69 |
22 |
47 |
25 |
7 |
61 |
28 |
33 |
5 |
8 |
62 |
35 |
27 |
-8 |
(1)分析比較表一(或表二)中像距隨物距的變化關(guān)系可初步得出:同一凸透鏡成實像時,
物距越大,像距越小
物距越大,像距越小
。
(2)分析比較序號
2、5(3、6)
2、5(3、6)
中的數(shù)據(jù)可初步得出:不同凸透鏡成實像且物距相同時,凸透鏡的焦距越大,像距也越大。
(3)進一步綜合分析比較序號1、2、3(或4、5、6)中“像距和物距的差值”隨“物屏距離”的變化關(guān)系可初步得出:同一凸透鏡成實像時,
物屏距離越小,像距與物距的差值越小
物屏距離越小,像距與物距的差值越小
。
(4)根據(jù)(3)的初步結(jié)論,并基于序號4和8中“像距和物距的差值”變?yōu)樨撝档氖聦?,可以做出如下推理:凸透鏡成實像時,物屏距離存在一個最小值,此時
像距與物距的差值為0
像距與物距的差值為0
。
表三:實驗設計 |
實驗 序號 |
焦距 (cm) |
物屏距離 (cm) |
物距 (cm) |
像距 (cm) |
9 |
12 12
|
48 48
|
/ |
/ |
10 |
15 15
|
60 60
|
/ |
/ |
兩位同學猜想這一“最小值”可能與凸透鏡的焦距存在某種關(guān)系,為了驗證猜想,她們決定用上述實驗器材繼續(xù)探究。請在表三的第二、第三列中填入她們擬進行實驗的數(shù)據(jù),以達到研究目的。