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摘 要： 望遠鏡和顯微鏡的成像光路圖,它們的物鏡都是凸透鏡,光線經過物鏡先成實像,然后再通過目鏡成虛像。當物鏡部分受遮擋后,所觀察的物體發出的部分光線仍然能夠通過沒有被遮擋的物鏡部分進行成像,最終仍然能成完整的像。文章是一篇有關物理教學的論文。 摘要：在
望遠鏡和顯微鏡的成像光路圖,它們的物鏡都是凸透鏡,光線經過物鏡先成實像,然后再通過目鏡成虛像。當物鏡部分受遮擋后,所觀察的物體發出的部分光線仍然能夠通過沒有被遮擋的物鏡部分進行成像,最終仍然能成完整的像。文章是一篇有關物理教學的論文。
摘要：在凸透鏡正常成像后,用遮擋物貼近凸透鏡逐漸遮擋光線,由于蠟燭發出的部分光線仍然能通過沒有被遮擋的凸透鏡部分,最終也能成全像,但成像越來越暗;如果用遮擋物貼近蠟燭逐漸遮擋光線,由于只有部分蠟燭發出的部分光線能通過凸透鏡,最終只能成局部像,而且成像也會變暗。
關鍵詞：凸透鏡,成像方式,物理教學論文
1.由于物距u的不同,成像情況也有所變化,最終的結論如表1所示。前面兩種情況成的是實像,可以用光屏來承接,通過光屏的反射或折射,眼睛可在光屏的正面或反面觀察到實像。第三次成的是虛像,不能用光屏來承接,只能用眼睛透過凸透鏡來觀察。
根據物距u>f時,凸透鏡可以成實像這一原理,許多光學儀器都用凸透鏡來作為鏡頭或物鏡進行成像。但在實際使用中,凸透鏡經常被污,從而或多或少地影響了成像。一些物理試題也根據此現象來考查學生的抽象思維能力。
2 凸透鏡部分鏡片受遮擋后到底能否成像
理論分析如圖2所示,當凸透鏡正常成像后,如果遮擋物擋住了物體某些部位射向凸透鏡的部分光線,而本部位發出的其余未受遮擋的光線如果能通過凸透鏡成像,那么在光屏上仍然可以成全像,但是由于成像光能的減少,所成像的亮度要比原來暗;如果物體某些部位射向凸透鏡的光線全部被遮擋,別的部位發出的部分光線能通過凸透鏡成像,那么在光屏上只能成局部像,而且像的亮度也要比原來暗;如果物體射向凸透鏡的光線全部被遮擋,那么光屏上就不再成像。
3 人眼的部分瞳孔受遮擋后所能看到的實際情況
在窗玻璃上粘兩個不透光的顆粒,人眼緊貼玻璃看窗外的景物。人眼的成像情況與凸透鏡物距u>2f時的成像情況是一樣的。當人眼受較小顆粒遮擋時,由于景物發出的光線仍然能通過沒有被遮擋的瞳孔部分,最終仍然能在視網膜上成像,但隱約有光線被擋的感覺(如圖4所示);當人眼被較大的顆粒遮擋時,由于瞳孔幾乎被擋,所以最終無法看清外界的景物(如圖5所示)。由此也可以推出:當遮擋顆粒過小時,不影響眼睛的成像。這就是人眼含有微小顆粒仍能看清外界情況的原因。
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4 光學儀器中凸透鏡部分鏡片受遮擋后的成像情況
如圖7所示,在望遠鏡的一個物鏡上用標簽遮擋部分凸透鏡,另一個物鏡不遮擋,用眼透過目鏡觀察所看到的成像情況,最終發現左右鏡筒都能成全像。理論上講,通過被遮擋的鏡筒所看到的像應該暗一點,圖片中可能凸透鏡被遮擋的不夠,實際用肉眼不一定能分辨出來。
如圖8所示,在顯微鏡的物鏡上遮擋部分凸透鏡,透過目鏡觀察成像情況,最終發現能成全像。圖中也是由于凸透鏡被遮擋的不夠,實際用肉眼也不一定能分辨出來像是否變暗。
由此可見,物鏡被部分遮擋后,國防教育論文并不影響最終成像的完整情況。人眼通過目鏡,最終仍然能看到全部的像。
5 照相機部分鏡片受遮擋后的成像情況
如圖9所示,在照相機的鏡頭上貼上標簽進行部分凸透鏡遮擋,但最終的成像情況與上述的成像情況有了明顯的區別:部分凸透鏡受遮擋后,外界景物不能成完整的像。
原因分析如下:高檔照相機或攝像機的鏡頭由多個鏡片組合而成,不能簡單地看成薄透鏡,遮擋鏡頭的標簽距離鏡頭的光心有一定的距離,標簽可以作為物體進行模糊成像,并有效地遮擋鏡外景物的光線。這種遮擋與改變光圈大小有明顯的區別:調節通光孔徑大小的光圈裝置安裝在照相機鏡頭的光心位置,在拍攝過程中,即使把光圈進行收縮,像也是完整的。所以,只有在緊靠照相機鏡頭光心的位置進行部分遮擋,才會出現完整的像。
但將照相機換成老式135型焦距為35 mm的傻瓜照相機,用標簽在鏡頭上進行部分遮擋。照片沖洗出來后奇跡出現了,用它對景物進行照相能成全像,但成像的亮度要比沒有用標簽遮擋時暗。具體情況如圖10所示。究其原因:老式傻瓜照相機的鏡頭是單鏡片薄凸透鏡,焦距較長,用標簽貼在鏡頭上時,標簽的位置非常接近凸透鏡的光心,不可能成像,而沒有被遮擋的凸透鏡部分可以將景物成像,但由于進入鏡頭的光線變少,所以亮度變暗。
綜上所述,當單鏡片鏡頭照相機的鏡片被部分遮擋后,如果遮擋物的物距遠小于焦距,景物依然能成完整像,像的亮度要變暗;如果遮擋物的物距相比焦距來說不可忽視,景物就不能成完整像,像的亮度也要變暗。多鏡片鏡頭被部分遮擋后,景物肯定不能成完整的像。
6 相關試題分析
(2012長沙·第11題)我市某中學組織學生到長沙世界之窗春游,小明同學用照相機為另一同學拍全身照時,不小心讓一滴泥水濺在了照相機鏡頭的上半部分,則他所拍出的照片( )
A.不能看到人的頭部
B.不能看到人的腳
C.不能看到所拍同學的全身像
D.可以看到所拍同學的全身像,但像會變暗一些
(原答案:D)
出題者的意圖是將本題與凸透鏡成像情況聯系起來,即當物距在二倍焦距以外時,物體可以通過凸透鏡成倒立、縮小的實像,雖然凸透鏡部分鏡片受污,但沒有受污的鏡片依然可以成像,所以答案選D。但是,真正的成像情況并非像出題者想象的那樣。由于現在市場上采用膠卷的單鏡片傻瓜照相機已不再使用,所以對于現在使用的照相機,遮擋物都有一定的物距,且本題的遮擋物是一滴泥水,其中肯定有透明或半透明部分,當然也有不透明部分。所以,本題答案選C更加合理一點,真正合理的答案應為:被拍同學的上身像部分被污。
