物理演講——改版

? ? ? 望遠鏡是借助了凸透鏡的成像規(guī)律的一種得以讓人類探索遠方的儀器,依靠他,我們才能窺探宇宙星空的奧秘。而學(xué)習(xí)了凸透鏡的成像規(guī)律的我們,也在一節(jié)課上開始了利用凸透鏡探究望遠鏡的研究。那節(jié)課,我們分成好幾個小組,每個小組得到了一些固定透鏡的架子以及凸透鏡凹透鏡,沒有別的任何什么指示,能夠利用的只有一個探究望遠鏡或者顯微鏡成像原理的課題以及之前同樣通過自主實驗推導(dǎo)出來的凹透鏡和凸透鏡的成像原理。

? ? 跟距之前的知識積累,我們知道一種望遠鏡是由兩個凸透鏡組成的,而其中的凸透鏡一個焦距大,一個焦距很小,所以在探究剛開始的時候我們便準(zhǔn)備了這兩種凸透鏡,以為這樣就可以探究出來望遠鏡的成像原理。但當(dāng)我基本沒怎么了解過望遠鏡原理的我看著真真切切的準(zhǔn)備的一個焦距為30厘米的凸透鏡和一個焦距5厘米的凸透鏡,陷入了沉思:兩塊凸透鏡不會自行組合,要想做出望遠鏡只能靠自己,但是我們才剛剛探究出凸透鏡的成像規(guī)律,還沒有根深蒂固,并不能直接進行分析?。坎贿^好在在這些困難之后,我還有一個終極無敵大法:這也是一切列數(shù)較為簡單的數(shù)學(xué)難題算法——試出來。

? ? ? 沒錯,就是試出來。根據(jù)之前在資料上又或者在一些擁有望遠鏡情節(jié)的電視劇里的圖畫分析,我能夠大體粗略地得知一種望遠鏡帶兩塊鏡片呈前后關(guān)系,且焦距較大的鏡片作為物鏡放在前方,焦距較小的鏡片作為目鏡用來觀看的。根據(jù)這些信息,我首先將焦距為30厘米的大凸透鏡固定在了前面,并對準(zhǔn)了遠方的一個水杯,最后在大凸透鏡的正后方放置了小凸透鏡,并且緩緩地將小凸透鏡往后移:既然總有一個點可以讓小凸透鏡和大凸透鏡形成開普勒望遠鏡的放大效應(yīng),那么這個后移的過程中總會遇到那一個點,而只要找到那一個點,望遠鏡不就出來了嗎?

? ? ? 也正是根據(jù)這個方法,再一次又一次的嘗試過程中,我們終于在小凸透鏡離大凸透鏡(目鏡離物鏡)大約30厘米處在目鏡中看到了遠方的景物的放大的像,隨著小凸透鏡的繼續(xù)遠離,小凸透鏡中所成的放大的像繼續(xù)放大,直到大于35厘米時,再往后就繼續(xù)變得模糊了。由此,我們成功制造出了一個望遠鏡。

? ? 整個實驗完成了第一步,我們于是開始對望遠鏡現(xiàn)象做背后的分析——為什么以這樣的方式擺放兩塊凸透鏡就能形成望遠鏡效應(yīng)呢?我們知道,根據(jù)凸透鏡的成像規(guī)律,當(dāng)物體離凸透鏡大于凸透鏡的二倍焦距,也就是物距大于二倍焦距時,光線會再穿過凸透鏡然后在小于二倍焦距大于一倍焦距的地方呈現(xiàn)一個縮小倒立的實像,由于我們要觀測的物體離我們的開普勒望遠鏡的距離很明顯是大于二倍焦距也就是60厘米的,因此開普勒望遠鏡的物鏡也會讓穿過的光線再小于二倍焦距大于一倍焦距的地方呈現(xiàn)一個縮小的倒立的實像。具體這個縮小的像離物鏡的像距,也同樣根據(jù)凸透鏡的成像原理能夠判斷為30厘米。這時候,如果我們在光線成縮小倒立實像的位置焦距為5厘米的凸透鏡,此時這個光線實像距離這塊凸透鏡也就小于一倍焦距,當(dāng)凸透鏡的物距小于一倍焦距的時,根據(jù)凸透鏡的成像規(guī)律會呈現(xiàn)一個同側(cè)的正立放大的虛像,而這個虛像,便正是我們所看到的放大的像了。

? ? ? 這便是我們的一次實驗探究的完整流程,物理世界的殿堂還有許多未打開的神奇的大門等待著我們的發(fā)現(xiàn),我們將永不停歇繼續(xù)探索。

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