連續(xù)放大的放大鏡

常見放大鏡的放大倍數(shù)是固定的，呈現(xiàn)的放大景物也是固定的。大家在電視上見過，當(dāng)宇航飛機(jī)遠(yuǎn)離或靠近地球時(shí)，所觀察到的地球表面的景觀是連續(xù)變化的，讓人有另一種奇妙的觀察感覺。因此，我構(gòu)想一種具有連續(xù)放大效果的放大鏡。

一、構(gòu)想

大家知道，放大鏡之所以有放大的效果是因?yàn)樗侵虚g厚、邊上相對薄的凸透鏡。凸透鏡對光線具有會(huì)聚作用，平行于主光軸的光線通過凸透鏡會(huì)聚于一點(diǎn)，這點(diǎn)就是凸透鏡的焦點(diǎn)。焦點(diǎn)與光心（凸透鏡的中心）的距離是焦距。當(dāng)物體位于凸透鏡焦距以內(nèi)，則成一個(gè)正立放大的虛像。當(dāng)物體在凸透鏡1倍至2倍焦距之間，則成一個(gè)倒立放大的實(shí)像。當(dāng)物體在凸透鏡2倍焦距以外時(shí)，則成一個(gè)倒立縮小的實(shí)像。我們使用放大鏡時(shí)，就是把物體放在焦距以內(nèi)，這時(shí)通過凸透鏡看到的便是物體放大的虛像，而且放大鏡離物體越遠(yuǎn)，虛像越大（在1倍焦距以內(nèi)）。

我們可以通過改變凸透鏡的物距，而改變對物體的放大倍數(shù)。也可以通過改變凸透鏡中心的相對厚度，而改變它的最高放大倍數(shù)。事實(shí)上，提高放大鏡的最高放大倍數(shù)可能對于觀察更有意思。

我們做一個(gè)圓圈夾層，放入兩片透明的薄膜。薄膜具有彈性，讓中間的厚度薄點(diǎn)，使得它們的彈性大小不一樣，也就是中間的彈性更好點(diǎn)，邊上的弱點(diǎn)。這個(gè)彈性變化要有一個(gè)漸漸變化的過程，且離中心同一距離的膜的彈性是一樣的。夾層邊上有一個(gè)小開口，接一個(gè)空心手柄，手柄的另一端接著一個(gè)裝著水或透明流動(dòng)液體的可捏小球，當(dāng)用手捏這個(gè)小球時(shí)，可讓小球中的液體流向夾層的薄膜中，從而改變整體膜中間的相對厚度。這樣整體薄膜就改造成一個(gè)可變化放大倍數(shù)的放大鏡，其構(gòu)造簡圖見右下圖。它的最高放大倍數(shù)，可以變大，也可以變小，讓學(xué)生更有觀察的興趣。

二、優(yōu)點(diǎn)

這種可連續(xù)放大倍數(shù)的放大鏡，在觀察事物時(shí)，能對事物的一個(gè)部分進(jìn)行連續(xù)放大觀察，比固定最大放大倍數(shù)的放大鏡可能觀察得更加清楚。由于可以手動(dòng)控制放大倍數(shù)，因此可以提高學(xué)生的主動(dòng)觀察能力與控制能力，培養(yǎng)細(xì)心與耐心。再者，連續(xù)放大觀察倍數(shù)時(shí)，可以不改變物距，這樣更加便于調(diào)整觀察物體的效果，還可以在固定位置上進(jìn)行觀察，完全改變了以前的觀察習(xí)慣，可以讓觀察更加到位，不受位置不正等因素的影響。

三、對顯微鏡構(gòu)造的啟發(fā)

放大鏡這樣改造后，可以進(jìn)行固定位置連續(xù)放大，那么顯微鏡如果做類似改造，也能達(dá)到這個(gè)效果。這樣的改進(jìn)對使用顯微鏡進(jìn)行觀察好處就更容易突出。因?yàn)槲覀冊谟蔑@微鏡觀察物體時(shí)，在用低倍物鏡轉(zhuǎn)換為用高倍物鏡觀察時(shí)，發(fā)現(xiàn)觀察目標(biāo)沒了，而且難以尋找。如果采用連續(xù)放大觀察倍數(shù)的模式，我們就可以調(diào)整放大的節(jié)奏，讓它慢慢放大，觀察目標(biāo)就不容易在我們眼皮底下消失，更便于我們觀察。