老师
同学们好,我是清华大学附属中学的物理老师杨桦,很高兴能为同学们上课。今天我们学习的主要内容是生活中的透镜。同学们都使用照相机拍过照片,是如何将大千世界变小并记录下来的。照相机都有镜头,它的作用相当于凸透镜,因此照相机是利用凸透镜的成像规律工作的。他们是如何利用凸透镜的成像规律?首先我们来了解一下照相机的基本结构。照相机的镜头是由多个镜片组成的,在使用时相当于一个凸透镜,这是照相机的感光屏。传统相机的感光屏是在胶片上涂感光物质,它在曝光后会发生化学变化,物体的像就被记录下来了。数码相机利用光电转换芯片代替胶片,把光学影像转换成电子数据,从而很方便地记录下物体的像。
老师
随着摄影技术的发展,照相机增添了很多元器件和功能,比如用来控制感光屏、有效曝光时间的快门、在光线较暗的场合使用的闪光灯、调整镜头焦距的调焦环等等。现在,电子技术逐渐深入到照相机内部,多种测光、易于控制的电子自拍机等都纷纷出现,曝光补偿、存储记忆、自动调焦等多种功能得到寓意精美的应用。数码相机高度自动化,小型轻便,达到了前所未有的高度。
老师
了解了照相机的基本结构,请同学们思考一下,照相机的成像特点是什么呢?是放大的像还是缩小的像?是实相还是虚相?是正立的像还是倒立的像?照相机可以将大幅画面呈现为小幅画面,因此照相机成的是缩小的像。照相机所乘的是实相还是虚相?照相机在照相时有实际的光线到达感光屏,感光屏上的像是实际光线汇聚而成的,因此是 10 项。根据凸透镜的成像规律,只有物距大于 2 倍焦距,相距大于一倍焦距小于 2 倍焦距时,才会成倒立缩小的石像。因此照相机所成的是倒立缩小的石像。早期照相馆里摄影师取景时看到的像就是缩小倒立的。难道我们照相时要倒立着拍照片吗?当然不用。现在的相机利用光学或电子技术把倒立的相转变成正例的,以便于观察照相机在照相时,景物到镜头的距离为物距,这个距离应该大于照相机镜头焦距的 2 倍。镜头到胶片的距离为相距,相距大于一倍焦距,小于 2 倍焦距。
老师
请同学们观察这两幅照片有什么不同?看上去第二幅照片中的图像更大一些,拍照的人是如何做到的?根据生活经验,要想使照片上的图像变大,我们需要离景物近一些。为什么是这样?让我们通过光路图来分析一下。如图所示,物体发出的平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后,通过透镜右侧的焦点,物体发出的过光,新的光线传播方向不变。这两条查看隐藏内容