趣味透镜

文／江苏省徐州市东苑中学 刘子晨

1609 年，意大利天文学家、物理学家伽利略·伽利雷发明了人类历史上第一台天文望远镜——伽利略望远镜。从此，天文学家们靠肉眼观察日月星辰的时代结束了，近代天文学的大门被悄然打开。

八年级上学期，我们已经学习了关于透镜的知识，对透镜有了一定的了解，知道凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用，并且凸透镜能够成像。凸透镜和凹透镜正是伽利略望远镜的核心光学器件，其中就应用了透镜成像的原理。今天，让我们利用身边常见的物品，制作出不同的透镜，一起来探索光在通过这些透镜时的变化吧！

首先，如图1 所示，我们需要先准备两支红外激光笔、一个透明空心玻璃球、一个空气加湿器（用于呈现光路）、一个玻璃缸。

图1

然后，将空气加湿器放在玻璃缸内，并将其打开；将注满水的玻璃球放在空气加湿器旁边；让激光从玻璃缸外平行射入注满水的玻璃球内。如图2 所示，我们会看到，两束激光会聚在一起。原来，注满水的玻璃球是个凸透镜。

图2

如果把空心的玻璃球放在注满水的玻璃缸中，同样让激光从玻璃缸外平行射入玻璃球内，光路又会怎么变化呢？如图3 所示，我们可以看到，两束光发散开来。

图3

原来，当我们将空心玻璃球放在注满水的玻璃缸中时，玻璃球和玻璃缸壁之间的水中间“薄”边缘“厚”，因此，两束光发散开来（如图4）。

图4

透镜在生活中的应用非常广泛，放大镜就是其中之一。它运用了凸透镜可以成正立、放大的虚像的原理，方便我们观察微小的事物。我们只需要在矿泉水瓶中加入适量的水，将其靠近文字，就可以看到放大文字的像了（如图5）。

图5

或者，我们可以将铁丝绕成一个内径4 毫米左右的圆环，然后，将圆环浸在水中。当我们缓缓地取出圆环时，圆环上会附着一层水膜。在重力的作用下，水会向中间聚集，形成中间厚边缘薄的结构，就可以起到放大作用了（如图6）。

图6

你还有其他关于透镜的有趣发现吗？和大家一起分享吧！