【摘要】：市场上销售一种有趣的酒杯——“魔杯”。这一“水凹透镜”对光线的发散作用“拉长”了瓶底凸透镜的焦距,从而使原来位于瓶底透镜焦点外的硬币一下进入“组合透镜”的一倍焦距之内,所以清水就能显出硬币的像了。仔细观察“魔杯”的构成,可以发现它的杯碗底部有圆弧形的凸起,相当于一个焦距很短的凸透镜。对照上述清水显硬币的实验原理,我们就不难知道“魔杯”显像的秘密了。
市场上销售一种有趣的酒杯——“魔杯”。当你向杯中注入酒时,杯底会呈现出栩栩如生的龙凤画面,但当你饮完杯中酒后,龙凤也跟着无影无踪了。自然,龙凤不会随酒进入君腹,那么这是怎么一回事呢?
我们不妨挑选一只底部内壁有明显突起的无色透明的小空瓶,让瓶底对准阳光,能证实它也有会聚作用。放一枚硬币在桌上,把小空瓶移至硬币上方,通过瓶口观察瓶底外的硬币,你会发现硬币被放大了,空瓶成了放大镜。逐渐加大瓶底与硬币间的距离,硬币的像不断增大,一会儿硬币的像不见了。保持瓶币间的距离,往瓶内注入少许清水。随着瓶底被水淹没,一个清晰的硬币像又复现了。
我们知道,凸透镜的成像规律是,物距小于1倍焦距,像为放大的虚像,且与物位于透镜同侧;物距等于或大于1倍焦距,透镜不成像或成实像。但透镜焦距并非一成不变,我们可以改变透镜周围的介质,“拉长”或“缩短”透镜的焦距。在上述实验中,当硬币的像不见时,瓶底与硬币间的距离大致与透镜的1倍焦距相等。向瓶内注入水后,犹如在瓶底凸面上加了一个“水凹透镜”。这一“水凹透镜”对光线的发散作用“拉长”了瓶底凸透镜的焦距,从而使原来位于瓶底透镜焦点外的硬币一下进入“组合透镜”的一倍焦距之内,所以清水就能显出硬币的像了。
仔细观察“魔杯”的构成,可以发现它的杯碗底部有圆弧形的凸起,相当于一个焦距很短的凸透镜。在这一凸起的下方不远处嵌有一张比透镜直径小得多的龙凤画片。对照上述清水显硬币的实验原理,我们就不难知道“魔杯”显像的秘密了。
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