一道習題參考解答的提示有誤

路永寧

(南京師大附中江寧分校 江蘇南京 211102)

蘇科版教材八年級上冊第四章“光的折射 透鏡”第二節“透鏡”中的第5題如下.

【原題】在利用太陽光測凸透鏡焦距的實驗中，小華拿一個凸透鏡正對太陽光，再把一張紙放在它的另一側，如圖1所示.當在紙上呈現一個并非最小的光斑時，測得該光斑到凸透鏡的距離為L，小華推測凸透鏡的焦距f一定大于L.

(1)你認為小華的推測對嗎?

(2)設計一個簡易的實驗，檢驗小華所做推斷的正誤.

圖1

教材提供的參考答案如下.

答案:(1)錯誤.

提示:太陽光經凸透鏡折射可以在圖2的a，b兩處形成兩個同樣大小的光斑，一個在焦點以內，一個在焦點以外.

圖2

(2)提示:將教材上圖1中的紙左右移動，找到一個最小、最亮的光斑;然后將紙靠近凸透鏡移動一小段距離，再遠離凸透鏡移動相同一小段距離，會發現兩個相同大小的光斑.

分析:顯然，關于第(1)問的分析值得商榷.如果僅僅從“當在紙上呈現一個并非最小的光斑時”的文字敘述來考慮(不看圖1)，“太陽光經凸透鏡折射可以在圖2的a，b兩處形成兩個同樣大小的光斑，一個在焦點以內，一個在焦點以外”的分析是對的.但是如果有“如圖1所示”，就應該再現情景.用一個焦距為10cm的凸透鏡來做這個實驗，出現圖示情景(注意凸透鏡的左上角:通過凸透鏡所觀察到的紙的部分以及桌的邊緣部分是倒立的)，凸透鏡與紙的距離明顯大于10cm.此時，用一個白熾燈在較遠處照射凸透鏡，會看到一個完全如圖1所示的情景.所以小華的推測是錯誤的，但不是“圖2的a，b兩處形成兩個同樣大小的光斑，一個在焦點以內，一個在焦點以外”，而一定是“在焦點以外”.故該凸透鏡的焦距一定小于L.