当太阳光透过凸透镜在光屏上形成最亮的光斑时,这个光斑实际上是太阳光通过凸透镜后汇聚在焦点上形成的实像。当向后移动光屏时,像变大的原因可以从以下几个方面来解释:
1. 几何光学原理:根据凸透镜成像的几何光学原理,当物体距离透镜的距离大于两倍焦距(即物距大于2f)时,成的是倒立、缩小的实像;当物距等于两倍焦距时,成的是倒立、等大的实像;当物距在焦距和两倍焦距之间时,成的是倒立、放大的实像。当光屏从焦点处逐渐远离透镜时,物距逐渐减小,像距(即光屏到透镜的距离)逐渐增大,此时成像放大。
2. 像距增加:随着光屏的远离,像距增加,根据放大率公式(放大率 = 像高/物高 = 像距/物距),像的大小(即像高)也会随之增大。
3. 光斑面积增大:当光屏远离透镜时,光线在光屏上的汇聚区域变大,导致光斑面积增大,因此看起来像变大了。
4. 边缘光线的影响:在光屏远离透镜的过程中,边缘的光线也会参与到成像中,使得成像更加完整,从而使得像看起来更大。
向后移动光屏时,由于物距减小、像距增大以及边缘光线的影响,使得成像放大,因此像看起来变大了。