凸透镜的神奇妙用

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  “爱护环境,我们只有一个地球。”这是一句众人皆知的环保广告,我们要从身边小事做起,不随手扔垃圾,随手捡起身边的垃圾!应当是我们每位小学生具有的美德!
  然而,你听说过:在野外人们随手丢弃了存有部分饮料的饮料瓶,却导致了严重的火灾吗?
  仔细观察里面有水的瓶子,你会发现:里面的水在瓶子里会呈现出奇特的形状:上面水平,下部中间凸出。将这个瓶子放在太阳光下,会发现中间呈现出明亮的条纹。这是为什么呢?其中又有什么奥秘呢?
  凸透镜的神奇结构
  对于凸透镜的最早研究,一直有很多争论。早在我国西汉(公元前206年~公元25年)《淮南万毕术》中就有关于冰透镜的记载:“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则火生。”其中的意思是:将透明的冰削成圆形,并且中间比四周要厚,将冰块向着太阳,用一种易燃的草放在底部最明亮的地方,最后将草点燃了!
  这是人类对于凸透镜的最早记载。它是一种什么样的结构呢?为什么会有如此的神奇作用?
  凸透镜实际上是一种中间厚而四周薄的透明体。最早的凸透镜是将冰雕琢而成;当人们发明了玻璃,由于玻璃的透明和耐磨性,被广泛应用于近视镜片和老花镜片;而现在,由于合成树脂的研制,再加上合成树脂透光性能好、较轻等特点,树脂眼镜片故取代了原来的玻璃镜片。
  凸透镜的神奇作用
  一个小小的凸透镜,却在我们的生活中发挥着重要的作用。下面,就让我们来感受一下它的神奇作用。
  实验1 将光线神奇地汇聚
  器材:圆形凸透镜、圆形的玻璃杯、平板玻璃
  实验方法:
  1.在太阳光下,用凸透镜正对着太阳光(凸透镜镜面与光的方向垂直),调整凸透镜与后面物体的距离,直到物体上呈现一个最小的亮斑。
  2 .在圆形玻璃杯里装满水,让玻璃杯正对太阳光,调整玻璃杯到后面物体的距离,会看到后面呈现出了一条白色的光斑。
  3.用厚度均匀的平板玻璃放在阳光下,无论选样调节,后面只是得到稍微暗一些的光斑,无法得到更亮的光斑。
  用不同的玻璃,为什么会得到不同的亮斑呢?其中的奥秘是:光通过厚薄不同的透明物体时,光线总会向厚的一侧偏离。对于中间厚、四周薄的圆形凸透镜,光线自然地偏向了中间,从而形成了中间最亮的光斑。
  对于装满水的柱形玻璃瓶,光通过时只是向中间最厚处聚集,从而形成了一条光带。对于厚薄相同的玻璃板,光通过时不会聚集,只是通过,所以,没有形成更亮的光斑。你现在知道为什么不能将有饮料的瓶子丢弃到野外了吧!
  凸透镜不仅能把平行的光线聚集到一起,它还能将分散的光线聚集成平行光。汽车的大灯,就是利用凸透镜使灯泡发出的光变成了平行光,从而可以照得更远了!
  对于患上老花眼的老年人、从小发育不良的弱视少儿,都可以借助于适当的凸透镜来调整视力!
  实验2 凸透镜的美妙成像作用
  如果说,凸透镜能将光线聚集在一起,我们不太使用。而凸透镜的另一个神奇作用,你是睁开眼睛就会使用的——凸透镜成像。另外,我们使用的照相机、手机的摄像头都要利用凸透镜才能形成像。
  下面,就让我们利用一个小透镜来感受其中的奥秘吧!
  器材:凸透镜,LED手电筒,电视机
  实验方法:
  1. 晚上,将电视机打开,关闭室内灯光。将凸透镜放在电视机与墙面之间,且靠近墙面。调整凸透镜到墙的距离,直到在墙上形成清晰的像。你会看到墙上的像与电视机里的像同步,只是倒了过来!
  2. 用LED手电筒照射凸透镜,将光斑投射到墙上。调整手电筒与凸透镜的距离,当手电筒距离凸透镜较近时,会在墙上得到放大的光斑;当手电筒距离凸透镜较远时,墙上却会形成较小的光斑。
  我们的眼睛,能看到美丽的世界,因为我们的眼睛里也有一个类似于凸透镜的结构——晶状体,它能将我们看到的物体在视网膜上形成缩小的像。照相机、电影放映机、多功能投影仪中都有一个重要的结构——凸透镜,利用它们形成了美
  丽而清晰的画面!
  细心的同学还会发现:弱视的同学戴上眼镜后,透过镜片看到的脸比原来变大了!这就是它具有的另一种神奇作用,凸透镜靠近被观察物体时,可以将物体放大!
  凸透镜还被广泛地用在了望远镜和显微镜中,它使人们成了千里眼,洞察秋毫!
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