平平凡凡的水竟能颠倒黑白

作者: 荔枝 & 荷塘 & 婷子

来源: 中科院物理所

发布日期: 2022-02-26 17:48:54

通过一个简单的实验,展示了水杯中的水如何影响物体的成像,解释了透镜成像的基本原理。

大家有没有发现有时候隔着水杯看东西是反的。小编还以为自己眼花了,发现真相后打算来搞点事情!实验器材包括所标杯、马克笔、白纸、水瓶。首先,我们将装满水的水瓶放置在所标杯前,可以观察到放大的所标。注意此时的“中”字是右肩高左肩低。向外移动水瓶,可以观察到相反的所标,此时的“中”字是左肩高右肩低。在两个像之间存在一个位置,会在水瓶上呈现出三个像,可以观察到三个“中”。

如果我们将瓶中的水倒出一半,并将纸的一半涂黑,放置在水瓶后,可以观察到黑白交替的方块。如果在纸上写出这样的“加密”图案,放置水瓶后就可以解密啦。那么小伙伴们猜一猜,这是什么字呢?就是我们的所标的图案哦~

原理解说:首先我们来回忆一下透镜成像的知识,透镜分为凸透镜和凹透镜。凸透镜:边缘薄、中间厚,至少要有一个表面制成球面,亦可两面都制成球面。可分为双凸、平凸及凹凸透镜三种。

凹透镜:边缘厚、中间薄,同样,至少要有一个表面制成球面,亦可两面都制成球面。可分为双凹、平凹及凸凹透镜三种。两倍焦距以外的凸透镜成像光路图。我们的实验利用的是凸透镜,如果是一个普通的透镜,我们会看到一个上下左右都颠倒的像,而在这个实验中,装有水的瓶子只有水平方向是中间厚,两边薄,竖直方向各处是等厚的。因此只有在水平方向上会发生如上光路图的成像,竖直方向则不会。

所以,当我们透过水瓶观察物体,只会发现物体成像左右颠倒了,上下则无明显变化。

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