文/江蘇省徐州市東苑中學(xué) 劉子晨
1609 年,意大利天文學(xué)家、物理學(xué)家伽利略·伽利雷發(fā)明了人類歷史上第一臺天文望遠(yuǎn)鏡——伽利略望遠(yuǎn)鏡。從此,天文學(xué)家們靠肉眼觀察日月星辰的時代結(jié)束了,近代天文學(xué)的大門被悄然打開。
八年級上學(xué)期,我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了關(guān)于透鏡的知識,對透鏡有了一定的了解,知道凸透鏡對光有會聚作用,凹透鏡對光有發(fā)散作用,并且凸透鏡能夠成像。凸透鏡和凹透鏡正是伽利略望遠(yuǎn)鏡的核心光學(xué)器件,其中就應(yīng)用了透鏡成像的原理。今天,讓我們利用身邊常見的物品,制作出不同的透鏡,一起來探索光在通過這些透鏡時的變化吧!
首先,如圖1 所示,我們需要先準(zhǔn)備兩支紅外激光筆、一個透明空心玻璃球、一個空氣加濕器(用于呈現(xiàn)光路)、一個玻璃缸。
圖1
然后,將空氣加濕器放在玻璃缸內(nèi),并將其打開;將注滿水的玻璃球放在空氣加濕器旁邊;讓激光從玻璃缸外平行射入注滿水的玻璃球內(nèi)。如圖2 所示,我們會看到,兩束激光會聚在一起。原來,注滿水的玻璃球是個凸透鏡。
圖2
如果把空心的玻璃球放在注滿水的玻璃缸中,同樣讓激光從玻璃缸外平行射入玻璃球內(nèi),光路又會怎么變化呢?如圖3 所示,我們可以看到,兩束光發(fā)散開來。
圖3
原來,當(dāng)我們將空心玻璃球放在注滿水的玻璃缸中時,玻璃球和玻璃缸壁之間的水中間“薄”邊緣“厚”,因此,兩束光發(fā)散開來(如圖4)。
圖4
透鏡在生活中的應(yīng)用非常廣泛,放大鏡就是其中之一。它運(yùn)用了凸透鏡可以成正立、放大的虛像的原理,方便我們觀察微小的事物。我們只需要在礦泉水瓶中加入適量的水,將其靠近文字,就可以看到放大文字的像了(如圖5)。
圖5
或者,我們可以將鐵絲繞成一個內(nèi)徑4 毫米左右的圓環(huán),然后,將圓環(huán)浸在水中。當(dāng)我們緩緩地取出圓環(huán)時,圓環(huán)上會附著一層水膜。在重力的作用下,水會向中間聚集,形成中間厚邊緣薄的結(jié)構(gòu),就可以起到放大作用了(如圖6)。
圖6
你還有其他關(guān)于透鏡的有趣發(fā)現(xiàn)嗎?和大家一起分享吧!