焦点：图像逃向无限的地方
1·预测
当物体从会聚透镜焦距之外接近该焦距时，像距会发生什么变化？
- 像距缩小到零。
- 图像距离大致保持不变。
- 像距无限增长，当物体到达焦点时就发散到无穷远。
2·设置
- 打开「焦点：图像逃向无限的地方（focal-point）」预设并按重置。透镜的焦距固定为10厘米。
- 启用像距读数。
- 设置每次试验的物距（从焦距之外接近焦距）并记录图像距离。
3·收集数据
| 物距d_o (cm) | 像距d_i (cm) |
|---|---|
| 11.00 | |
| 12.00 | |
| 15.00 |
针对三次试验，绘制像距d_i（y轴）相对物距d_o（x轴）的关系图。当d_o接近10 cm时，数值是否急剧飙升？
4·分析
- 对于一项试验，使用 f = 10 cm 计算 d_i = d_o·f/(d_o − f)。与表比较。
- 请利用薄透镜方程解释，为什么当d_o − f（从正值一侧）趋近于零时，d_i会趋向正无穷大。
5·扩展
- 当物体恰好位于焦点时，离开透镜的光线完全平行，形成“无限远”的图像。解释为什么灯塔或探照灯将其灯泡恰好放置在透镜（或镜子）的焦点上。
- 这种精确的设置——在焦点处产生平行输出射线的光源——被称为准直器，用于为实验室仪器创建平行光束。为什么科学家需要一束完全平行的光束来进行某些实验？
这个实验背后的物理原理
焦点附近的薄透镜方程
当物距 d_o 接近焦距 f 时，d_i = d_o·f/(d_o − f) 中的分母 (d_o − f) 接近零，将图像距离发送到无穷远 — 图像“逃逸”到无穷远点。