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14.杯中的幻影

发布时间:2021-08-08 12:07:48

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14.杯中的幻影

在宋代,有个徐州的官员陈皋,他经常去乡下微服私访,巡查民情。一天,他走在乡间的田野上,见到几个农夫在一起挖掘,走过去一瞧,他们在开荒种田时,挖出了一座无名的坟墓。农夫们把一些陪葬品乱扔,陈皋看了看,只有几只破碗和一个像酒杯一样的东西,于是陈皋把那个“酒杯”玛瑙盂捡了起来,带回了家,刷洗干净,放在书桌上。

第二天,他就拿着这个“酒杯”去池边盛水,写公文时,突然间发现“酒杯”水中好像有条一寸长的小鲫鱼游来游去,十分可爱。他想:八成是刚才到池边取水时鱼儿自己游进来的,便不再想。等写完公文,他又看到那条小鱼,“何不放到小缸里养起来呢?”他顺手拿来一个白色的缸,将鱼倒进去。奇怪,缸里没倒进鱼去,再看那玛瑙盂空空的也没有鱼了。是我看花了眼了吗?带着疑惑他又去取水,结果,那条活泼可爱的小鲫鱼又出现在盂中。他用手去捉,什么也没摸到。他心想:真是件宝物!从此他爱不释手,盛水、倒水、盛水、倒水,一天能看上十几次。有一次,有个管水利的官员来看望陈皋时,他们一同观赏,共同赞扬制作玛瑙盂的工匠鬼斧神工,但谁也不明白其中的奥妙。

无独有偶,我国传统戏剧中有一出《蝴蝶杯》,说有一件明代的祖传宝物,杯中盛满酒时,就有一只蝴蝶在杯中扑动翅膀,翩翩起舞,喝干了酒,蝴蝶就消失得无影无踪。这与玛瑙盂异曲同工。20世纪80年代初,我国已将蝴蝶杯研制成功。

为什么会出现这种情况?一位专家给出了解释:以蝴蝶杯为例。杯子的下部藏了一只制作精巧的蝴蝶,用细细的弹簧将它挂起,轻微的振动就能使它晃动,如飞舞之状。在它的上面嵌了一个小放大镜,而蝴蝶的位置是在它的焦点以外。这时人看杯底,由于小放大镜的作用很难发现那只蝴蝶,这是因为按凸透镜成像规律,蝴蝶的像是在凸透镜的另侧,也就是人眼这边,是放大的实像,空杯中光线很弱,且不容易碰到实像的位置。在杯中放上透明的白酒以后,这酒在杯中恰似一个凹透镜,它又紧靠着那个凸透镜。这样,当平行光线通过凹透镜时,光线要分散,分散的光线再通过凸透镜时,聚焦点必然变远。就是说,加了凹透镜的凸透镜,焦点变远。尽管蝴蝶位置不变,但它处于焦点以内了。这就成为放大镜看东西的情况。这时蝴蝶的像就变成了放大的正立的虚像,而且是在同侧。其实玛瑙盂的构造可能也像蝴蝶杯一样,只要把“蝴蝶”换成“小鱼”就行。

【拓展知识】

凸透镜是中央部分较厚的透镜。凸透镜分为双凸、平凸和凹凸(或正弯月形)等形式,薄凸透镜有会聚作用,故又称聚光透镜,较厚的凸透镜则有望远、发散或会聚等作用,这与透镜的厚度有关。

【拓展知识】

当物体为实物时,成正立、缩小的虚像,像和物在透镜的同侧;当物体为虚物,凹透镜到虚物的距离为一倍焦距(指绝对值)以内时,成正立、放大的实像,像与物在透镜的同侧;当物体为虚物,凹透镜到虚物的距离为一倍焦距(指绝对值)时,成像于无穷远;当物体为虚物,凹透镜到虚物的距离为一倍焦距以外两倍焦距以内(均指绝对值)时,成倒立、放大的虚像,像与物在透镜的异侧;当物体为虚物,凹透镜到虚物的距离为两倍焦距(指绝对值)时,成与物体同样大小的虚像,像与物在透镜的异侧。

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