五种物理方法测凸透镜焦距

中学物理是所有学科中最有意思的一门学科，虽然公认为很难，但是物理有趣且有用。中学生们不但可以从中学到知识，而且可以学到最重要的科学思维方法！这些科学思维方法才是最重要、并影响一生的真知！有了这些方法就有独立思考物理问题的能力，以后纵然遇到难题，也能独立解决。

今天，我们科普一下一个中学物理问题。

这个问题就是，你有几种方法可以测出凸透镜的焦距？

很多中学生立刻会想到中学物理中学到的两个方法，一是利用太阳光粗测焦距法；二是利用二倍焦距处物像等大测量。当然也有中学生能想出第三种方法：利用平行光照射后会聚的方法，此法类似第一种。然后呢？还有没有呢？

由于这是一个在中考物理中必须用到、偶尔也会单独考查的知识点，所以，今天我们尽可能多的说出凸透镜的焦距测量方法，正好顺便复习一下相关凸透镜知识。

实验测量凸透镜焦距的五种方法具体如下：

一、太阳光聚焦法（粗测焦距法）：把凸透镜正对阳光，再把一张纸放在它的另一侧，改变透镜与纸的距离，直至纸上出现的光斑变得最小、最亮，此光斑所在处即为凸透镜的焦点。用刻度尺测量出这个最小、最亮的光斑到凸透镜的距离，即为焦距！（利用的物理知识是：“平行于主光轴的光线通过凸透镜后会折射成为过焦点的光线”。太阳光为平行光，通过凸透镜后会聚于焦点处。该方法误差较大，只能作为粗测焦距的方法）

二、二倍焦距法：在光具座上一次放置蜡烛、凸透镜和光屏，然后点燃蜡烛并使蜡烛火焰的中心、凸透镜的光心、光屏的中心在同一高度，接着调节蜡烛火焰到凸透镜的距离和光屏到凸透镜的距离，直到光屏上的像与蜡烛火焰等大为止，此时用刻度尺测出物距。物距的一半就等于焦距。（利用的物理知识是：当物体在二倍焦距处时，其所成的像在二倍焦距处、且成的是倒立、等大、实像。）

三、平行光源法：将一束平行光沿着主光轴方向射到凸透镜上，在光屏上得到的折射光线相交于一点，即焦点，测出此点到凸透镜光心得距离，即为焦距。（该方法类似第一种方法，只不过不再利用太阳光这种平行光源，而是利用人造平行光。）

四、焦点入射法：在凸透镜的一侧放一个发光的点状光源，比如小灯泡，在凸透镜的另一侧放一光屏，沿主光轴移动小灯泡，直到光屏上得到一个与凸透镜直径相等的原型光斑为止，测出小灯泡到凸透镜的距离即为焦距。（此方法其实是把第三种方法“平行光源法”反过来测量。利用的物理知识：“过焦点的光线通过凸透镜后会折射成平行于主光轴的光线”。）

五、焦点不成像法：通过凸透镜观看物体，当观察到放大的物体的像时，调节物体到凸透镜的距离，当物体从看得见到刚好看不见时，测出物体到凸透镜的距离即为焦距。（该方法利用的物理知识是：物体在焦点上时不成像。）

以上五个方法中，第四个方法利用了逆向思维法，想象一下手电筒就明白了。第五个方法是最有意思的一种现象，任何一位玩过放大镜的朋友们都应该发现过此现象。当我们拿着放大镜看物体时，让凸透镜距离物体由近及远时，就会发现物体的像先正立变大、然后变得模糊消失、然后倒立变小！可是很少有人知道，那个模糊的位置恰恰正是焦点的位置！