如图所示，一束与主光轴平行的光束宽度为a，照射到一个焦距为f的凸透镜上，在凸透镜后面放一个垂直于主轴的光屏，测得在光屏上形成光斑的宽度为b，则光屏到凸透镜的距离为（）

Question

如图所示，一束与主光轴平行的光束宽度为a，照射到一个焦距为f的凸透镜上，在凸透镜后面放一个垂直于主轴的光屏，测得在光屏上形成光斑的宽度为b，则光屏到凸透镜的距离为（　　）
A. （1+a/b）f
B. （1+b/a）f
C. （1-a/b）f
D. （1-b/a）f

Answer 1

（1）平行于凸透镜主光轴的光线，经凸透镜折射后过焦点；将图中折射光线延长，与主光轴交与点F，则光屏上形成光斑的宽度为CD即为b，如下图所示：

AB=a，CD=b，由△AOF∽△CEF得(OF)/(FE)=(AO)/(ED)，即(f)/(FE)=((a)/(2))/((b)/(2))，则FE=(b)/(a)f，
那么光屏到凸透镜的距离为FE+OF=(b)/(a)f+f=（1+(b)/(a)）f．
（2）当一束与主光轴平行的光束经凸透镜折射后，还没有汇聚在焦点上时，即在焦点的左侧时，如下图所示：

AB=a，CD=b，由△AOF∽△CEF得(AO)/(CE)=(OF)/(EF)，即((a)/(2))/((b)/(2))=(f)/(EF)，则FE=(b)/(a)f，
那么光屏到凸透镜的距离为OF-FE=f-(b)/(a)f=（1-(b)/(a)）f．
故选BD．