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我在新闻上看到了一则关于海市蜃楼的报道,非常感兴趣,于是萌生了制作一个装置、人工制造海市蜃楼现象的念头。
经过查阅资料,学习光学原理,我决定通过光的反射形成具有3D成像效果的实验装置,来实现我的想法。
接下来,我继续查阅网络资料、深入学习物理知识,又接受了老师的建议,利用凹面镜成像原理,最终制作出了一套装置,我给它命名为“海市蜃楼演示仪”。这套海市蜃楼演示仪只是一个静态的成像展示装置。其原理光路如右圖所示:
将物体放在双凹面镜的最下端,物体上发出的光线经过反射后,绝大多数都从顶部缺口处以物体完全相同的方式射出来。在观察者看来,真实物体似乎就在上面,可伸手又不能触碰到。从光路图可以看出,经过双凹面镜成像后的物体虚像与物体位置正好相反,旋转了180°,光线是从物体的左侧射出的,从双凹面镜系统射出来时却是向右侧的。
制作过程中我发现,放入演示仪的物体需要照明,即在双凹面镜中加入光源,否则不清楚,甚至不能在外面看到物体。光源发出的光线又不能直接通过顶部缺口小孔直接射出,因此要特别注意光源位置的选择。
我在下方凹面的中间开一个小洞,装上一枚强光LED灯,将要展示的物体放置在LED灯的上方,这样物体反射出来的光线经过上方的凹面镜第一次反射时,都是向下传播的;再次经过下方的凹面镜的反射,最后反射光线都汇聚到上方凹面镜的缺口处形成虚像——海市蜃楼影像。
多次实验后,我发现两面凹面镜应该是抛物线曲率的,而且通过改变上方凹面镜的曲率和口径大小,可以适当提高虚像的位置。
我发明的这个教具还可作为儿童玩具和家装饰品推广使用。
经过查阅资料,学习光学原理,我决定通过光的反射形成具有3D成像效果的实验装置,来实现我的想法。
接下来,我继续查阅网络资料、深入学习物理知识,又接受了老师的建议,利用凹面镜成像原理,最终制作出了一套装置,我给它命名为“海市蜃楼演示仪”。这套海市蜃楼演示仪只是一个静态的成像展示装置。其原理光路如右圖所示:
将物体放在双凹面镜的最下端,物体上发出的光线经过反射后,绝大多数都从顶部缺口处以物体完全相同的方式射出来。在观察者看来,真实物体似乎就在上面,可伸手又不能触碰到。从光路图可以看出,经过双凹面镜成像后的物体虚像与物体位置正好相反,旋转了180°,光线是从物体的左侧射出的,从双凹面镜系统射出来时却是向右侧的。
制作过程中我发现,放入演示仪的物体需要照明,即在双凹面镜中加入光源,否则不清楚,甚至不能在外面看到物体。光源发出的光线又不能直接通过顶部缺口小孔直接射出,因此要特别注意光源位置的选择。
我在下方凹面的中间开一个小洞,装上一枚强光LED灯,将要展示的物体放置在LED灯的上方,这样物体反射出来的光线经过上方的凹面镜第一次反射时,都是向下传播的;再次经过下方的凹面镜的反射,最后反射光线都汇聚到上方凹面镜的缺口处形成虚像——海市蜃楼影像。
多次实验后,我发现两面凹面镜应该是抛物线曲率的,而且通过改变上方凹面镜的曲率和口径大小,可以适当提高虚像的位置。
我发明的这个教具还可作为儿童玩具和家装饰品推广使用。