路永宁

(南京师大附中江宁分校 江苏南京 211102)

苏科版教材八年级上册第四章“光的折射 透镜”第二节“透镜”中的第5题如下.

【原题】在利用太阳光测凸透镜焦距的实验中，小华拿一个凸透镜正对太阳光，再把一张纸放在它的另一侧，如图1所示.当在纸上呈现一个并非最小的光斑时，测得该光斑到凸透镜的距离为L，小华推测凸透镜的焦距f一定大于L.

(1)你认为小华的推测对吗?

(2)设计一个简易的实验，检验小华所做推断的正误.

图1

教材提供的参考答案如下.

答案:(1)错误.

提示:太阳光经凸透镜折射可以在图2的a，b两处形成两个同样大小的光斑，一个在焦点以内，一个在焦点以外.

图2

(2)提示:将教材上图1中的纸左右移动，找到一个最小、最亮的光斑;然后将纸靠近凸透镜移动一小段距离，再远离凸透镜移动相同一小段距离，会发现两个相同大小的光斑.

分析:显然，关于第(1)问的分析值得商榷.如果仅仅从“当在纸上呈现一个并非最小的光斑时”的文字叙述来考虑(不看图1)，“太阳光经凸透镜折射可以在图2的a，b两处形成两个同样大小的光斑，一个在焦点以内，一个在焦点以外”的分析是对的.但是如果有“如图1所示”，就应该再现情景.用一个焦距为10cm的凸透镜来做这个实验，出现图示情景(注意凸透镜的左上角:通过凸透镜所观察到的纸的部分以及桌的边缘部分是倒立的)，凸透镜与纸的距离明显大于10cm.此时，用一个白炽灯在较远处照射凸透镜，会看到一个完全如图1所示的情景.所以小华的推测是错误的，但不是“图2的a，b两处形成两个同样大小的光斑，一个在焦点以内，一个在焦点以外”，而一定是“在焦点以外”.故该凸透镜的焦距一定小于L.