潜望镜和万花筒_实验设计-查字典物理网

潜望镜和万花筒

查字典物理网 2012-12-29

古代，我国的一些深山古庙的屋檐下，常常倾斜地挂着一面青铜大镜。当有人从山下的小路走上来时，庙里的老和尚便能自动走出庙门来迎接。如果有歹徒前来捣乱，不等歹徒登上庙门，老和尚就会躲避得无影无踪。

翻开公元前二世纪我国的《淮南万毕术》一书，就明白其中的秘密了。书中说：“取大镜高悬，置水盆于其下，则见四邻矣。”原来，老和尚在庙门内的地上放了一盆水，正好对着镜子，看到水面映出的像，便知庙外的情况了。这就是古代的潜望镜（图4－4）。

现代潜望镜有着广泛的用途。潜水艇潜入水中，艇里的观察员要靠潜望镜观察水面上的情况；坦克兵隐蔽在坦克中，要利用潜望镜观察战场上的敌情；火箭发射场里，科学家利用潜望镜在地下室观察火箭的发射；在进行原子物理实验时，科技工作者则利用潜望镜隔着厚厚的保护墙来观察有放射性危害的实验场……。

简易潜望镜是由装在管中的两块平面镜组成的，两面镜子相互平行。远处物体射向第一块平面镜的光线，经反射后，投射到第二块平面镜上，再经第二块平面镜反射进入观察者的眼睛。观察者看到的是经过两次反射的像。

为了更清晰地看清景象，现代的潜望镜已经把反射光线的两块平面镜改成两块直角棱镜了（如图4－5）。这是因为平面镜不能百分之百地反射光，有损失，使反射光变弱，而全反射棱镜可以减少光反射时的损失，使所成的像看起来更清楚。

万花筒也是利用平面镜成像制作的。

物体在一面镜子前可以照出一个像。如果你站在两面镜子中间，就可以照出许许多多的像。物体在平面镜间由于多次反射所形成的像叫做复像。复像也有用处呢！

找两面镜子，一面水平放在桌上，一面竖直放在桌上，拼成一个垂直的角。在这两面镜子当中放一小块纸片，看！四张纸片出现了──形成了3个像。如果把两面镜子拼成比直角小的60°角，一块纸片就能“变”成6个纸片──原来的纸片加上5个像。

利用这个原理，可以制成万花筒（图4－6）。万花筒里是用三块大小一样的平面镜拼成的一个三角梭柱，在棱柱底部，几块彩色碎玻璃片夹在两块圆玻璃之间。每块碎玻璃片在三面镜子中形成5个像，这些像互相对称，便组成了美丽的图案。

万花筒不只是个玩具，它还是设计师的助手呢：万花筒里可以变出许多种美丽的图形，纺织印染厂的设计师在设计花布的图案时，常常利用万花筒里艳丽夺目的图形呢！

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