凸透镜在生活中的应用

来源 :初中生世界·初二物理 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ghw0531
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  生活中有这样的一类透镜,中间厚而边缘薄,我们称之为凸透镜.它的最基本的性质是:对光线有会聚作用(如图1,其中F为焦点,f为焦距).如果物体在凸透镜前的不同位置上,物体射出的光线经过凸透镜就会有不同的会聚情况,即物体成像的性质也就不同.因此,凸透镜在我们的生活中有着广泛的应用.
  


  (1)聚光镜
  小的时候我们也许都玩过用聚光镜将太阳光会聚,能把焦点上的火柴点燃的游戏(如图2).聚光镜其实就是一块凸透镜,所以在生活中我们也常用它来将太阳光会聚,使焦点上的能量更加集中,温度更高.用这种方法点燃可燃物,这是古人取火的方法之一.现代社会中我们常用凸透镜来会聚太阳光发电,让清洁的太阳能为人类造福.
  


  (2)远光灯与探照灯
  越野汽车的远光灯,在晚上射出的光是那样的明亮、照得是那样的远;观察一下你就会知道,这种灯的前面都装有一块凸透镜,它可以让从镜后焦点上射来的光线变成一束平行光(如图3),这样灯泡发出的光更集中了.工程和军事上用的探照灯也是这样的道理.
  


  (3)放大镜
  生活中我们常要观察一些细小的物体,(如图4)集邮爱好者常要观察邮票的真假,保存是否完好,这时自然就想到使用放大镜.放大镜其实就是一个短焦距的凸透镜,我们在观察时,只要将被观察的物体放在距凸透镜很近的地方,透过凸透镜就可以看到物体正立、放大的像.
  


  (4)人眼与照相机
  你可曾透过凸透镜观看窗外的物体?看了你就会知道外面的物体都变小了,而且都是倒立的.人眼和照相机都是这一道理的应用.眼睛中的晶状体是人体中的一块“凸透镜”,当外界射来的光线进入人眼,经过晶状体的折射后,在眼球壁的视网膜上形成一个倒立、缩小的像;再通过视觉神经把信息传入大脑,产生视觉(如图5).而照相机其实就是人眼在仿生学上的应用,照相机的镜头也是一块凸透镜,它的作用就相当于是人眼中的晶状体,来自物体的光线经镜头作用后在胶片上成像(如图6),将外界的信息记录在胶片上.
  


  (5)老花眼镜
  生活中由于人年龄的增长、用眼不卫生和眼疾等因素,常出现人眼将像成在视网膜后面的情况(如图7),这就是常说的远视眼,人称“老花眼”,看不清楚物体.出现这种情况的主要原因是晶状体的“聚光”能力不够,这时就需要“增加”一块凸透镜来加强晶状体的聚光功能,使光线更会聚,将所成的像前移到视网膜上,使远视眼得以矫正(如图8).
  


  (6)幻灯机、投影仪与电影放映机
  幻灯机的镜头也相当于一个凸透镜,透明的幻灯片到镜头的距离比镜头的焦距稍大,用强光照射幻灯片,就可以把幻灯片上的画面放映到屏幕上,形成倒立、放大的实像.为了使观众看到正立的像,幻灯片要倒着插在架子上(如图9).教学中常用的投影器(如图10)的结构与幻灯机相似,主要区别是投影器用两块大的塑料螺纹透镜做聚光器(螺纹透镜的作用相当于凸透镜),同时用一块平面镜把像反射到屏幕上.投影器能放映大画面的幻灯片,也可以投射直接书写在透明胶片上的文字,使用方便.电影放映机是幻灯机的进一步完善,它的胶片可连续移动,并加入了伴音,增强了它的视听效果.
  


  (7)显微镜
  放大镜放大的倍数一般只有几倍,最多不过20多倍,要想进一步提高放大倍数,就要用显微镜(如图11).显微镜的镜筒两端各有一个凸透镜,靠近眼睛的凸透镜叫目镜,靠近被观察物体的凸透镜叫物镜.物体通过物镜成放大的实像,再通过目镜成放大的虚像,经过两次放大,于是提高了放大倍数.所以医生常用显微镜来观察病人血液中的成分诊断病情;植物课上用它来探究植物不同部位细胞的特征,了解其相关的生理机能.
  


  (8)望远镜
  在看奥运会比赛时,我们要想看到更远的地方就要使用望远镜.普通望远镜镜筒两端分别装一块凸透镜和凹透镜,天文望远镜的镜筒两端则各装有一块凸透镜,物镜的焦距长,目镜的焦距短(如图12),这样的望远镜视野更广,特别适宜观察行星和月球.
  


  除此之外,生活中还有好多问题都与“凸透镜”有关,在森林里游客如果随地丢弃装水的透明圆饮料瓶,可能会引起森林火灾.这是因为装水饮料瓶相当于凸透镜,它能使太阳光会聚.草堆上最好不要用塑料薄膜覆盖,积水后的塑料薄膜相当于凸透镜,对阳光有会聚作用,容易引燃草料.隔着圆型注水的杯子看字画(看圆型鱼缸中的金鱼),字画被放大,圆型注水杯子相当于凸透镜,它有放大作用.体温计的三角形外形设计,其中有一个凸面相当于凸透镜,也起到放大的作用,这样便于我们看清其温度等等.
  可以说“凸透镜”在我们的生活中无处不在.正是因为它的存在,以及它的独特作用,使我们的生活更加丰富多彩.
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