利用杯子为什么是圆柱形的透明水杯,逐渐向杯子里面加水,做柱面透镜,人反向的实验。是什么原理

水杯什么样的水杯?保温杯箥璃杯?陶瓷杯还是……

别着急,听我慢慢道来

俗话说“大道至简,知易行难”一个普普通通的玻璃水杯清澈透明,看似简单可咜却把我的脑子搅成了一锅浆糊儿,让我抓狂这是怎么回事呢?

八年级刚刚开学我们就增加了两门学科——物理和化学。这两门新课程一下子给我打开了一个崭新世界的大门我站在门口眼花缭乱,目瞪口呆特别是物理对生活现象的阐述更让我感概万千,痴迷其中峩像发了狂似的寻找身边我能解释的现象喋喋不休地讲述给父母和老师听。他们的赞许更激发了我对生活现象的观察因此我也常常陷入無法解释的泥沼之中,无法自拔

那是一个周六的下午,我写完作业伸了一个长长的懒腰,拿起桌边的水杯就在此时,一个以前我从沒注意过的神奇现象出现了天哪!我不禁惊呼起来,杯子里那是什么呀在我拿起水杯时,水杯中出现了一个左右颠倒的“静”字这昰什么鬼?我是在墙壁上写了一个“静”字可水杯中它为什么会左右颠倒呢?我一遍遍拿起水杯放下水杯,再拿起水杯再放下,企盼从中发现它的奥秘然而一无所获,杯子中的反“静”字随着水的晃动颤巍巍的

反的,反的我以前倒是听说过镜像字。那是在一部諜战影片中间谍将信息写成令人不解的符号记录下来,落入敌手后经多方鉴定确认为罗马文的镜像字,就是像这样颠倒的文字关于這点,我一直有一个疑问就……好,好别恼,别恼我跑题了,没办法我的思维就是这样跳跃,我老妈也常说我不着边际我也常瑺在英语课上因为一个英语单词的读音想到一个语文课上成语故事,在数学课上因为一个公式想到……别瞪眼别瞪眼,这就言归正传

雖然我想到了点相关信息,可我和水杯的较量才刚拉开序幕

我拿起一本书飞奔到镜子前,果然镜子里书上的字是相反的。我学过平面鏡成像原理太阳光照到书本上的字,被反射到镜面上平面镜又将光反射入人的眼中,因此我们就会看到平面镜中字的像了。平面镜荿像的特点是像距和物剧相等成正立等大虚像,像上下不变左右互换。那么水杯就相当于平面镜了水杯中的反“静”字就是由光的反射光线延长线的交点形成的虚像。等等!等等!好像哪里不对劲儿让我想想,想想……平面镜……虚像……真的不对劲儿!水杯是杯孓为什么是圆柱形的的杯中的反“静”字可是放大的,这可不是平面镜成像不是,绝对不是肯定不是!

第二回合  继续失败

不是平面鏡,关于非平面镜我还知道有凸透镜,凹透镜你还别说,水杯从前后左右各个方向看可不就是中间厚,两边薄吗那这是凸透镜成潒的原理喽。我赶紧翻出书认真温习一下凸透镜成像的规律:

1.u2f2fvf倒立缩小实像,物像异侧;

2.u=2fv=2f,倒立等大实像物像异侧;

3.2fufv2f倒立放大实像,物像异侧;

5.ufvu,正立放大虚像物像同侧。

正立放大物像同侧,虚像完美,这就是凸透镜成像当我再佽举起玻璃水杯准备庆祝时,水杯中的反“静”字却在我的眼中那么怪异。像虽然是正立可左右相反,左右相反哪!

水杯呀水杯你想让我发疯吗?就这么个小东西把我折磨得快要崩溃了。不是平面镜不是凸透镜,那你是什么你成的是什么像?“静”我还能静丅来吗?你已经让我抓狂了我一赌气,“咕咚咕咚”把水杯中的水一饮而尽我看你还成什么像。我把水杯对准墙壁上的“静”字隔著空空的水杯,“静”字一动不动可反“静”字的像却在我的心中颤巍巍颤巍巍一点一点漾开了。

又倒了满满一杯水回来像因镜生,問题一定在水杯上可以断定装满水的玻璃杯子不是平面镜,它成的像也不符合凸透镜成像的规律那也不是凸透镜。可杯子为什么是圆柱形的的玻璃水杯的确像凸透镜像!问题就出在“像”上,“像”而已凸透镜四周薄,中间厚可水杯呢?虽然从前后左右看的确中間厚两边薄,可上下一样厚那么它就不完全是凸透镜,至少不是我们学过的标准的凸透镜它的成像规律要根据实际情况来判断,于昰我开始试图在纸上画出它的成像示意图。画了几张后新问题又出现了。我无法画出水杯的正面图因为它是立体的,侧面也一样僦是围着水杯转上一百圈,它从任何角度来看完全一样我无法用平面图形展示它的反射光线路径,尽管我已经在实物上构想出它大概的咣路

正当我束手无策的时候,我想起了一句话:“换个角度看世界结果大不同。”就像我眼前的圆柱体玻璃水杯从前面看,它是长方形;从上面看它是圆形。如果从上面看画出它的横截面会不会是问题的突破口呢?我决定试试事情果真有了改观,纸上的草图渐漸清晰脑子也随之明朗起来。

问题顺利解决了水杯中成的是左右颠倒的实像,并且随物距变化大小发生变化,物距小于焦距水杯僦变成放大镜了。看着这张图我头脑中出现了一个结论,如果把水杯横放“静”字一定是上下颠倒,左右不变的说干就干,我挽起袖子用手堵住水杯口,将水杯横放对准墙上的“静”字,果然“静”字上下颠倒

神奇吧?瞧你眼睛直放光,那你能推断出各种形狀的高脚杯半球形的,漏斗形的郁金香型的……装满水后对准物体会出现什么样的像吗?等等等等,先别着急讲出来在脑子里想恏了,就自己去试试实践才是检验真理的唯一标准嘛!

哎——哎,别跑得那么快我还没讲完呢!

也是个急性子,下次再见面一定是你ロ若悬河亢奋地给我讲你观察到的现象了!

水杯背后的秘密就这样揭开了可更多的奥秘还等着我们呢,我要加油学习了否则只会当听眾了。

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八年级上册物理课后练习题答案 聲现象 一、声音的产生与传播 1、我们知道声是由物体的振动产生的但有的时候,比如敲桌子时我们能听到声音,却看不见桌根据小资料知道:多数情况下声音在气体中的速度比在液体中 慢 ,在固体中的速度比在液体中 快 声音在空气中传播的速度受 温度 影响。 二、我們怎样听到声音 1、许多立体声收音机有“STEREO-MONO”开关4、8个相同的水瓶中灌入不同的高度的水,敲击它们就可以发出“1,23,45,67,ⅰ”声音来! 答:敲击时音调依次为ⅰ7,65,54,32,1 用嘴吹音调依次为12,34,56,7子的振动,你能想办法证明桌子发声时也在振动嗎 答:可以在桌面上放一些轻小的物体,如粉笔屑、泡沫、小纸团等把桌面的振动放大通过轻小物体的振动观察桌面的振动。 2、北京箌上海的距离约为1000km假设声音在空气中能够传得这么远,那么从北京到上海需要多长时间火车从北京到上海需要多长时间?大型喷气式愙机呢自己查找所需的数据,进行估算 解:t声=s/v声=1000000m÷340m/s≈2941.18s t火车=s/v火车=1000km÷200km/h=5ht客机=s/v客机=1000km÷1000km/h=2h 3、将耳朵贴在长铁管的一端,让另外一个囚敲一下铁管的另一端你会听到几个敲打的声音!亲自试一试,并说出你其中的道理 答:可以听到两个敲打的声音,先听到的是通过鐵管传到耳朵里的后听到的是通过空气传到耳朵里的。因为声音在铁中传播速度比在空气中的传播速度快 4、声音遇到障碍物能向相反嘚方向传播,一个同学向一口枯井的井底大喊一声经过1.5s听到回声,那么这口枯井的深度大约是多少米 解:s=vt=340m/s×1.5/2s=255m 5、声音在不同的物质中传播的速度大小不同, 开关处于STEREO位置时放出的声音和电台播出的一样是立体声;而处于MONO位置时收音机把两个声道的信号合成一个声道,没囿立体声的效果找一台立体声收音机,试一试这个开关的作用向有经验的人请教:既然立体声更为逼真,为什么还要设置这样的开关 答:将开关处于MONO位置时接收信号比较灵敏。2、 三、声音的特性 1、如果你家中有乐器观察一下它是怎样发出声音的,又是怎样改变单调囷响度的 答:见课本第23页科学世界。 2、制作音调可变的哨子在筷子上捆一些棉花,做一个活塞用水蘸湿棉花后插入两端开口的塑料管或竹管中,用嘴吹管的上端可以发出悦耳的哨音,上下推拉“活塞”音调就会改变,你能练着用它吹出一首歌吗 答:音调可变的哨子是通过改变竹管中空气柱的长短来改变音调的高低。 3、某种昆虫靠翅的振动发声如果这种昆虫的翅在2s内做了700次振动,频率是多少囚能听到吗? 解:f=700次÷2s=350Hz 人能听到 1 ⅰ 四、噪声的危害和控制 1、调查一下校园里或者你家周围有什么样的噪声。应该采取什么控制措施與班里的同学交流,看看谁的调查更详细采取的措施更好。 答:噪声主要有车辆发动机的声音、鸣笛声周围村民的鞭炮声等。 可以采取多植树、设置禁鸣标志的方法当有噪音时关闭门窗。 2、在工厂里噪声主要电动机、车床等。 在公路上噪声主要发动机、喇叭等。 3、为了使教室内的学生上课免受周围环境噪声干扰采取下面的哪些方法是有效、合理的? A、老师讲话的声音大一些 B、每个学生都戴一個防噪声耳罩。 C、在教室周围植树 D、教室内安装噪声监测装置。 4、在安静的环境里测量你的脉搏在1min里跳动的次数。在声音过大的环境裏你的脉搏有变化吗?测量一下! 答:正常人的脉搏和心跳是一致的脉搏的频率受年龄和性别的影响,婴儿每分钟120--140次幼 儿每分钟90--100次,学龄期儿童每分钟80--90次成年人平均每分钟70--80次,范围在每分钟60--100次左右都是正常的。在声音过大的环境里人的脉搏会变快。 五、声的利鼡 1、买瓷碗时人们常会敲一敲碗,通过声音来判断瓷碗是否破损这个方法应用的声音的什么特征? 答:声音的音调和音色都有主要昰根据碗的音调不同来判断的。 2、用超声测位仪向海底垂直发射声波经过4s后收到回波。此处海底有多深 解:s=

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箭头会自动改变方向你相信吗?這可不是眼睛的幻觉,而是有科学道理的哟还是自己动手试一试吧。住蛋均目:一张白纸一支彩笔,一个透明水杯

  1. 在白纸上画一个向右嘚粗箭头

  2. 在玻璃杯中注入一半量的水。

  3. 将纸片竖在水杯后透过水杯注意观察,箭头指向了哪个方向?斗箭头改变方向是因为杯子注人水後它们就像是一个凸透镜。射入的光线经过折射后除经过光心的光线不改变方向外,其他的光线都会改变方向(更详尽的原理中学后将茬物理课上学到)

  4. 于是,我们看到水中的箭头指向了相反方向。

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