趣味透鏡

文／江蘇省徐州市東苑中學 劉子晨

1609 年，意大利天文學家、物理學家伽利略·伽利雷發明了人類歷史上第一臺天文望遠鏡——伽利略望遠鏡。從此，天文學家們靠肉眼觀察日月星辰的時代結束了，近代天文學的大門被悄然打開。

八年級上學期，我們已經學習了關于透鏡的知識，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鏡的核心光學器件，其中就應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（用于呈現光路）、一個玻璃缸。

圖1

然后，將空氣加濕器放在玻璃缸內，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。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，光路又會怎么變化呢？如圖3 所示，我們可以看到，兩束光發散開來。

圖3

原來，當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，兩束光發散開來（如圖4）。

圖4

透鏡在生活中的應用非常廣泛，放大鏡就是其中之一。它運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徑4 毫米左右的圓環，然后，將圓環浸在水中。當我們緩緩地取出圓環時，圓環上會附著一層水膜。在重力的作用下，水會向中間聚集，形成中間厚邊緣薄的結構，就可以起到放大作用了（如圖6）。

圖6

你還有其他關于透鏡的有趣發現嗎？和大家一起分享吧！