水也能做透鏡

華慶富

我們在實(shí)驗(yàn)室里使用的透鏡是玻璃做的，實(shí)際上，像水、水晶、透明塑料等等透明的物質(zhì)都可以用來制作透鏡?，F(xiàn)在我們就一起來看看水做成的透鏡有什么樣的功能。

1 用水做透鏡

例1 小華用鐵絲繞成一個內(nèi)徑約4mm的圓環(huán)，將圓環(huán)在清水中浸一下后取出，形成一個“水透鏡”。

（1）通過“水透鏡”看到的字如圖所示，此時“水透鏡”是一個__________透鏡，將這個“水透鏡”再向字靠近一點(diǎn)，看到的像會_________（變大/變小）。

（2）小明猜想“水透鏡”的焦距與水的質(zhì)量有關(guān)，為此他用牙簽在“水透鏡”上輕輕取走一點(diǎn)水，再次觀察，比較前后兩次所成像的大小。觀察時他應(yīng)該注意控制“水透鏡”到字的_________不變。

（3）小芳用另一個內(nèi)徑不同的圓環(huán)制作“水透鏡”，看到了倒立、縮小的像，請針對這一現(xiàn)象，提出一個新的探究問題：_______。

分析：解決此題需要掌握以下內(nèi)容：

（1）①凸透鏡成像的三種情況和應(yīng)用：u>2f，成倒立、縮小的實(shí)像，應(yīng)用于照相機(jī)和攝像機(jī)，2f>u>f，成倒立、放大的實(shí)像，應(yīng)用于幻燈機(jī)和投影儀。u

②凸透鏡成實(shí)像時，物距減小，像距增大，像變大。凸透鏡成虛像時，物距減小，像距減小，像變小。

（2）凸透鏡成像時，所成像的大小與物體到凸透鏡的距離（即物距）有關(guān)，在探究“水透鏡”的焦距與水的質(zhì)量的關(guān)系時，應(yīng)利用控制變量法進(jìn)行。

（3）找到兩次實(shí)驗(yàn)的不同之處，結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象便可以提出新的實(shí)驗(yàn)探究問題。

解答：（1）從圖可知，通過此透鏡看到的是正立、放大的像，而凹透鏡成正立、縮小的虛像，所以此透鏡為凸透鏡，并且是u

當(dāng)“水透鏡”再向字靠近一點(diǎn)，也就是物距在變小，而凸透鏡成虛像時，物距減小，像距減小，像變小，所以看到的像會變小。

（2）因?yàn)橥雇哥R成像時，所成像的大小與物體到凸透鏡的距離有關(guān)，所以在探究“水透鏡”的焦距與水的質(zhì)量的關(guān)系時，改變水的質(zhì)量，比較前后兩次所成像的大小，應(yīng)該控制字到凸透鏡的距離不變。

（3）第一次“水透鏡”成正立、放大的虛像，而改變圓環(huán)的內(nèi)徑后，“水透鏡”成倒立、縮小的像，所以新的探究問題可以為：水透鏡成像性質(zhì)與圓環(huán)內(nèi)徑之間有什么關(guān)系？

2 水透鏡的威力

例2 雨過天晴時，蔬菜塑料大棚的積水窩相當(dāng)于一個凸透鏡，此時為防止陽光灼傷蔬菜，菜農(nóng)總是及時將積水除掉，這是因?yàn)橥雇哥R對陽光有___________作用；人眼看到物體，是因?yàn)槲矬w在視網(wǎng)膜上形成了__________（填“正”或“倒”）立、縮小的__________（填“虛”或“實(shí)”）像。

分析：（1）解決此題要知道中間厚邊緣薄的透鏡是凸透鏡，凸透鏡對光線有會聚作用。

（2）眼睛看物體時應(yīng)用了凸透鏡成像規(guī)律，u>2f時，得到倒立、縮小的實(shí)像。晶狀體和玻璃體共同作用相當(dāng)于凸透鏡；視網(wǎng)膜相當(dāng)于光屏。

解答：（1）雨過天晴時，蔬菜塑料大棚的積水窩形狀是中間厚、邊緣薄，符合凸透鏡的形狀特點(diǎn)，對光線有會聚作用，如果熱量集中，會造成火災(zāi)；

（2）眼睛的晶狀體和玻璃體共同作用相當(dāng)于凸透鏡實(shí)驗(yàn)中的凸透鏡，視網(wǎng)膜相當(dāng)于光屏。當(dāng)u>2f時，視網(wǎng)膜上得到倒立、縮小的實(shí)像。

例3 為了防止森林火災(zāi)，在森林里是不允許隨地丟棄透明的塑料瓶的。這是因?yàn)橛晁M(jìn)入塑料瓶后，它對光的作用相當(dāng)于一個__________鏡，對太陽光有__________的作用，可能會導(dǎo)致森林火災(zāi)。

解析：解決此題要知道中間厚邊緣薄的透鏡是凸透鏡，凸透鏡對光線有會聚作用。

因?yàn)槠恐羞M(jìn)入水之后，瓶中的水的形狀是中間厚、邊緣薄，符合凸透鏡的形狀特點(diǎn)，對光線有會聚作用，如果熱量集中，會引起樹葉燃燒，造成火災(zāi)。

答：凸透 會聚