你有沒有在物理課上,盯著那個(gè)小小的凸透鏡,看著自己的手影在白紙上慢慢變大、變小、甚至倒立?那不只是實(shí)驗(yàn),那是光與空間的魔法。
Q:移動(dòng)物體到某位置時(shí),為什么像會(huì)突然“消失”或變得模糊?
這可不是鏡頭壞了!這是凸透鏡成像規(guī)律在悄悄說話。當(dāng)物體恰好放在焦點(diǎn)(F)處時(shí),光線平行射出,無法匯聚成像——就像你站在路燈下,影子突然沒了,因?yàn)楣舛忌㈤_了。我上次帶學(xué)生做實(shí)驗(yàn),有人把蠟燭移到離透鏡10cm處(焦距正好是10cm),屏上啥都沒有,大家一臉懵,后來我才笑著解釋:“不是沒像,是它‘逃’到無限遠(yuǎn)去了?!?/p>
Q:移動(dòng)過程中,像怎么一會(huì)兒正立一會(huì)兒倒立?
這其實(shí)藏著一個(gè)“臨界點(diǎn)”——兩倍焦距(2F)。當(dāng)物體在2F以外,像是縮小、倒立、實(shí)像;在F和2F之間,像是放大、倒立、實(shí)像;一旦進(jìn)了F以內(nèi),就變成正立、放大的虛像啦!我有個(gè)學(xué)生用手機(jī)拍了實(shí)驗(yàn)過程,發(fā)現(xiàn)從15cm移向8cm時(shí),像從倒立的小人變成正立的大臉,簡(jiǎn)直像在看時(shí)光機(jī)——她朋友圈發(fā)了條:“原來光也能講故事。”
Q:為什么有時(shí)像特別亮,有時(shí)又很暗?
別急著換燈泡!亮度變化來自光通量的集中程度。比如當(dāng)物體在2F處時(shí),像也剛好在2F,大小相等,亮度最均勻;但若靠近焦點(diǎn),像會(huì)拉長(zhǎng)、變暗,因?yàn)楣饩€更分散。我有一次在實(shí)驗(yàn)室,調(diào)了半小時(shí)才讓像清晰又明亮,同學(xué)笑稱:“你這不是在調(diào)像,是在調(diào)心情?!?/p>
Q:如果我移動(dòng)得太快,像會(huì)不會(huì)“卡住”不出現(xiàn)?
當(dāng)然不會(huì)!但你會(huì)錯(cuò)過關(guān)鍵瞬間。就像追一部好劇,太快跳過細(xì)節(jié),你就看不見人物眼神的變化。我建議慢一點(diǎn),每移動(dòng)1cm停頓一下,觀察像的形狀、大小、明暗——你會(huì)發(fā)現(xiàn),有些位置像像“害羞”,輕輕一碰就躲起來;有些位置卻像“熱情”,穩(wěn)穩(wěn)地站在屏上等你。
所以啊,別小看這個(gè)實(shí)驗(yàn)。它不只是課本里的公式,更是你和光對(duì)話的方式。下次你再擺弄凸透鏡,不妨試試:慢慢移動(dòng),靜靜等待,你會(huì)聽見光在說:“我在呢。”

