来吧!跟着兔子学物理--透镜及应其应用

1
征途兔的北极之旅 

征途兔小档案

●国籍:中国

●出生年份:20010年10月

●名字由来:征途兔是巨人旗下网游《征途2》的谐音。

●特点:长着土豆般的大脑袋和一口破牙、一抹鼻涕,行为乖张怪异,性格嚣张跋扈……不过,虽然外表有些痞,但心中却保留了那份小小的善良和单纯,言语行为经常给人带来快乐。

大家好,我是今天的“播星”――征途兔。的确,名如其兔,对于我来说,每天都是一个新的征途,我的一生就是征途中度过的。做为今天的播星,我就和大家聊聊我的一次北极之旅中发生的惊险事迹吧!

那年,我和一些探险者乘坐着大帆船来到了冰天雪地的北冰洋。舵手们小心地驾驶着帆船在大大小小的冰块间缓缓移动。

突然,狂风大作,气温骤然下降,不一会儿暴风雪就来了。好在我经验丰富,历经了很多大风大浪。

终于在我的指挥下,全体队员拼命抗争,总算避免了船毁兔亡的结果。

第二天,暴风雪停了,阳光普照,天气晴朗。但不幸的是,船的四周已被一层厚厚的冰雪包围住,丝毫不能移动。

更加可怕的是,船上的火也在暴风雪中熄灭了,取火工具也都已丢失了。虽然船上有充足的食物和水,但是如果没有火,大家等不到冰雪消融的那一天就会被冻死。

就在大家一筹莫展,丧失信心之时。我突然灵机一动,有了主意。我把我的主意和大家说,虽然大家半信半疑,但也没有更好的办法,就同意试一下。于是,我和队员们拿刀挖取了一块巨大的冰块,并把它打磨成两面都凸起的球形。

制成后,让大家抬起,正对着太阳光,大家惊奇地发现,在巨大的冰块下出现了一个亮点,我找到易燃物放在这个亮点上,不一会儿,易燃物就冒出了缕缕青烟,我轻轻地用嘴角一吹,它就“轰”地燃烧起来,全船的兔们一片欢呼。

大家惊奇之余,纷纷问我是为什么冰块会点燃易燃物。

我说,我们制成的这个两面都凸起冰块实质上是一个巨大的凸透镜,对光线有会聚作用。太阳光可以看作是平行光,当这个冰透镜正对太阳光时,太阳光与冰透镜的主光轴平行,因此它会把太阳光会聚于一点,这个点就是冰透镜的焦点。焦点温度很高,因此放在焦点下的易燃物能被点燃。

好了,看了我的故事,你是不是也想制作一下冰透镜。不过你如果直接将家里的水放在冰箱里结冰,会发现制出的冰块象白色的浓雾一样,根本就不透明。这是因为水里溶解了一部分空气,当水结冰的时候,这些空气被排挤,聚集成细小的气泡,被冻在冰块里,使冰块变得不透明。因此,要得到透明度好的冰块,唯一的办法就是尽量减少溶解在水里的空气。

下面,我就告诉你一种简便的方法:取一个不锈钢的容器,刷干净,注入纯净水,放在煤气灶上煮沸。煮沸后关火,待其完全晾凉后,再次煮沸,第二次晾凉后,直接放进冰箱冷冻室里。冷冻一天一夜后,就得到清澈透明的冰块了。想想看,为什么这次的制出的冰块有很高的透明呢?

好了,今天的播报到此结束,下次有机会再和大家分享我的探险之旅。

此正是:

北极探险遇风雪,

冰封船停火种灭;

临危不乱征途兔,

借冰取火有良策。

2
兔侠揭秘蝴蝶杯

兔侠小档案

●国籍:中国

●出生年份:2011年7月

●简介:出自于中国首部全3D动画大片《兔侠传奇》,故事原型来自于华北地区的“兔儿爷”形象,形象具有浓郁的中国味道,造型滑稽喜兴,有着新鲜的动画形象感。

大家好,我是今天的“播星”――兔侠。古人说:侠之大者,为国为民。习武的目的并不是为了与人争斗,恃强凌弱,而是济危扶困、行侠仗义。今天,我就给大家讲一讲我保护国宝――蝴蝶杯的故事。

说起蝴蝶杯,那可真是个宝贝。它造型古朴,设计奇绝。当杯中注入酒后,杯底顿时出现一只色彩斑斓、栩栩如生,的蝴蝶,起落于花丛之间。酒饮尽时,蝴蝶自动消失,以“杯满蝶现,酒尽蝶隐”誉冠神州。

为什么杯中会有这样一只来无影、去无踪的彩蝶呢?

原来,蝴蝶杯的杯脚是空心的,里面有一只“彩蝶”,装在一个细弹簧丝上。而在杯底中央嵌装一颗透明“珠子”,相当于一个凸透镜,如图所示。

当杯中无酒时,“珠子”(凸透镜)的焦距较短,其焦点在F1处,“彩蝶”刚好位于焦点F1之外;这时,“彩蝶”会通过“珠子”(凸透镜)成一个倒立的、放大的实像,因为物距略大于焦距,所以像距离“珠子”很远,且与人眼在同一侧,由于眼睛离“珠子”距离较近,所以看不到彩蝶通过“珠子”所成的实像。

往杯中斟上酒以后,酒的截面中间薄、边缘厚,相当于一个凹透镜,在它的“帮助”下,“珠子”(凸透镜)的焦距变长了,其焦点位置移到F2处。这时的“彩蝶”的位置刚好在焦点F2以内,因此通过“珠子”(凸透镜)在它的同侧出现一个正立的、放大的虚像,我们看到的“彩蝶”就是杯脚内“彩蝶”的虚像。饮酒时,把杯子端在手中,难免会轻轻颤动,会使系在细弹簧丝上“彩蝶”也随之颤动,因此会看到“彩蝶”仿佛正在杯中翩翩起舞。

为了让大家能亲眼目蝴蝶杯的风采。森林博物馆决定在举办一次蝴蝶杯巡回展。为防有法分子盗抢国宝,博物馆馆长请我去当蝴蝶杯的保镖。还好在巡回展期间有惊无险,我不辱使命地地完成了此次任务。

好了,今天播报到此结束,希望大家都有一颗侠义之心,力所能及地帮助别人。

此正是:

绝世瑰宝蝴蝶杯,

酒满蝶现酒空隐;

透镜成像是原理,

游丝颤动蝶翻飞。

3
“人脸识别”保平安 

玉兔的小档案

●性别:女

●国籍:中国

●来历:玉兔是月宫里的兔子,有时代指月亮。关于玉兔的传说很多。其中有一种说法是:有三位神仙,化身为三个可怜的老人,向狐狸、猴子及兔子乞食,狐狸及猴子都拿出了食物接济老人,但只有兔子没有,后来兔子告诉老人:“你们吃我吧。”就往烈火中跳了进去,神仙们大受感动,于是将兔子送到了广寒宫成了玉兔,后来,玉兔就在广寒宫里和嫦娥相伴,并捣制长生不老药。

大家好,我是来自月宫的玉兔,是今天的“播星”。千百年来,我一直在月宫和嫦娥姐姐为伴,默默地遥望着地球。2010年,第41届世界博览会在上海召开,听说这次一次参展规模最大的盛会。为了一睹盛况,我特地向嫦娥姐姐请了假来畅游世博。

在这次世博会上,我真正地体会到了无处不在的高新科技。别的我就不说了,只和大家聊聊世博会的第一道安全防线――“人脸识别”系统吧!

据悉,人脸识别与指纹识别、虹膜识别一起,并称为三大生物特征识别技术。在这三种技术中,人脸识别有它独特的优势――具有监控功能。这是因为摄像头会在“非接触”的条件下,快速地把人脸拍摄下来,而指纹识别和虹膜识别都需要在被检测者的配合下才能完成。

人脸识别系统的摄像机的镜头相当于凸透镜,能在人们进入场馆距门口0.5~1.2m处时,利用安装在门上的人脸识别系统的摄像机将人脸拍摄成数码照片(这个照相机的原理相似,利用了物距位于2倍焦距以外时能成缩小的实像的规律)传递给计算机,计算机系统中的软件会对图像进行分析,并把其中的人脸 “抓取”出来。

在这过程中,假的人脸,比如照片,是无法“忽悠”它的,因为照片的反光度和真人脸的反光度不一样。计算机系统“抓”出人脸后,仪器就把焦点对准了眉骨到下颚这一倒三角区域,找出该区域的4000多点位,比如眼角点位、鼻翼点位,并计算它们之间的距离比值。要知道,一个人在生长过程中,这些点位的距离比值是不变的,而即使是双胞胎,他们脸部的这些比值也会有所差别。

如此一来,如果后台系统存有你的人脸,当你走过人脸识别仪器后,一经比对,你就被“认”了出来。反之,如果后台系统没有存储你的“脸”,你也就无法蒙混过关。

这种“人脸识别”系统有着广泛的应用前景,例如在银行金库、监狱、保密单位、高档小区等重要的场所,人脸识别系统能完全实现“看人开门”;在私人电脑上安装人脸识别系统,能实现“看人开机”,以更加有效地保护个人资料。

同学们,通过我的讲解,相信你一定体会到了科技的力量和魅力。好了,今天的播报到此结束,欢迎大家以后到月宫,我一定会和嫦娥姐姐热情地款待大家的!

此正是:

玉兔下凡到人间,

畅游世博几忘返;

人脸识别识真假,

透镜成像保平安。

4
月野兔详解近视眼 

月野兔的小档案

●别名:林小兔

●姓别:女

●国籍:日本

●出处:著名动漫《美少女战士》中的主人公

●职业:学生、美少女战士

●责任:保卫地球,同邪恶力量作斗争。

●经典台词:保卫地球,同邪恶力量作斗争。

大家好,我是今天的“播星”――月野兔。不过,今天来到这里,有点心虚。因为我并不是一只真正的兔子。我和你们一样,只是一名普通初中生,并且成绩并不理想,还经常迟到。只到有一天,我遇到了一只叫作露娜的会说话的小猫,获得了变身的能力,承担起保卫地球的责任,我的生活才发生了重大的转变。现在我知道,要想保卫地球,首先要让自己变得强大。

所以,现在我变得爱学习了,还经常受到老师的表扬呢!对于爱学习的学生来说,最最担心的事就是害怕眼睛健康问题。

今天,我就和大家聊聊如何预防近视。

的眼球好像一架天然的照相机,晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,来自物体的光经过这个“凸透镜”的折射,会在视网膜上形成一个倒立、缩小的实像。当人看远近不同的物体时,晶状体的凸度发生改变,可以自动调节晶状体的焦距,从而使像正好落在视网膜上。当眼睛看近处物体时,晶状体会变凸,由于长期用眼不当,时间长了,晶状体可能失去调节能力,看远处物体时,晶状体也不能恢复原状,从而使远处物体的清晰的像不能呈现在视网膜上,从而看不清远处的物体。那么,近视眼与远视眼的焦距与正常眼睛相比有什么变化呢?下面我们通过一个模拟实验来探究一下:用盛水的矿泉水瓶模拟眼球中的晶状体。

如图甲所示,将盛水的矿泉水瓶正对太阳,上下移动白纸,直到白纸上出现最细的亮线,这个亮线相当于水瓶透镜的焦点,测出亮线到瓶子侧壁的距离,即焦距为8cm。然后把水瓶挤压成图乙的形状,把水瓶的凸度增大,相当于近视眼,测得焦距为5cm。

由此可知,近视眼的焦距比正常眼睛的焦距小,对光的折射能力变强,这时当人看远处物体时,像会呈现在视网膜的前方,在视网膜上得不到清晰的像,因此会看不清远处物体。为了使像正好落在视网膜上,就需要将折射光线变得发散一些,使像正好落在视网膜上。通过佩戴用凹透镜制成的近视镜可以达到这一目的。这是因为光在进入眼镜前,会先经过凹透镜变得发散了一些。

造成近视的原因主要有两个方面:一是先天性因素,如遗传、先天性疾病等;二是由于玩电脑、电子游戏机,以及用眼不卫生等方面因素引起的。近视一旦形成,无论是配戴眼镜还是激光手术,都只是“亡羊补牢”,最关键的是做到“未雨缪绸”,做好预防,坚持每天上下午组织学生做眼保健操,及时纠正不正确的阅读、写字姿势,控制近距离用眼时间等等。

好了,今天的播报到此结束,祝同学们都有一双明亮而健康的大眼睛。

此正是:

晶状体似凸透镜,

近视眼因凸度增;

远物成像在膜前,

矫正佩戴凹透镜。


境自远尘皆入咏 物含妙理总堪寻

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