凸透鏡在生活中的應用

生活中有這樣的一類透鏡，中間厚而邊緣薄，我們稱之為凸透鏡．它的最基本的性質是：對光線有會聚作用（如圖1，其中F為焦點，f為焦距）.如果物體在凸透鏡前的不同位置上，物體射出的光線經過凸透鏡就會有不同的會聚情況，即物體成像的性質也就不同.因此，凸透鏡在我們的生活中有著廣泛的應用.

（１）聚光鏡

小的時候我們也許都玩過用聚光鏡將太陽光會聚，能把焦點上的火柴點燃的游戲（如圖2）.聚光鏡其實就是一塊凸透鏡，所以在生活中我們也常用它來將太陽光會聚，使焦點上的能量更加集中，溫度更高.用這種方法點燃可燃物，這是古人取火的方法之一.現代社會中我們常用凸透鏡來會聚太陽光發電，讓清潔的太陽能為人類造福.

（２）遠光燈與探照燈

越野汽車的遠光燈，在晚上射出的光是那樣的明亮、照得是那樣的遠；觀察一下你就會知道，這種燈的前面都裝有一塊凸透鏡，它可以讓從鏡后焦點上射來的光線變成一束平行光（如圖3），這樣燈泡發出的光更集中了.工程和軍事上用的探照燈也是這樣的道理.

（３）放大鏡

生活中我們常要觀察一些細小的物體，（如圖4）集郵愛好者常要觀察郵票的真假，保存是否完好，這時自然就想到使用放大鏡.放大鏡其實就是一個短焦距的凸透鏡，我們在觀察時，只要將被觀察的物體放在距凸透鏡很近的地方，透過凸透鏡就可以看到物體正立、放大的像.

（４）人眼與照相機

你可曾透過凸透鏡觀看窗外的物體？看了你就會知道外面的物體都變小了，而且都是倒立的.人眼和照相機都是這一道理的應用.眼睛中的晶狀體是人體中的一塊“凸透鏡”，當外界射來的光線進入人眼，經過晶狀體的折射后，在眼球壁的視網膜上形成一個倒立、縮小的像；再通過視覺神經把信息傳入大腦，產生視覺（如圖5）.而照相機其實就是人眼在仿生學上的應用，照相機的鏡頭也是一塊凸透鏡，它的作用就相當于是人眼中的晶狀體，來自物體的光線經鏡頭作用后在膠片上成像（如圖6），將外界的信息記錄在膠片上.

（５）老花眼鏡

生活中由于人年齡的增長、用眼不衛生和眼疾等因素，常出現人眼將像成在視網膜后面的情況（如圖7），這就是常說的遠視眼，人稱“老花眼”，看不清楚物體.出現這種情況的主要原因是晶狀體的“聚光”能力不夠，這時就需要“增加”一塊凸透鏡來加強晶狀體的聚光功能，使光線更會聚，將所成的像前移到視網膜上，使遠視眼得以矯正（如圖8）.

（６）幻燈機、投影儀與電影放映機

幻燈機的鏡頭也相當于一個凸透鏡，透明的幻燈片到鏡頭的距離比鏡頭的焦距稍大，用強光照射幻燈片，就可以把幻燈片上的畫面放映到屏幕上，形成倒立、放大的實像．為了使觀眾看到正立的像，幻燈片要倒著插在架子上（如圖9）.教學中常用的投影器（如圖10）的結構與幻燈機相似，主要區別是投影器用兩塊大的塑料螺紋透鏡做聚光器(螺紋透鏡的作用相當于凸透鏡)，同時用一塊平面鏡把像反射到屏幕上．投影器能放映大畫面的幻燈片，也可以投射直接書寫在透明膠片上的文字，使用方便.電影放映機是幻燈機的進一步完善，它的膠片可連續移動，并加入了伴音，增強了它的視聽效果.

（７）顯微鏡

放大鏡放大的倍數一般只有幾倍，最多不過20多倍，要想進一步提高放大倍數，就要用顯微鏡(如圖11)．顯微鏡的鏡筒兩端各有一個凸透鏡，靠近眼睛的凸透鏡叫目鏡，靠近被觀察物體的凸透鏡叫物鏡．物體通過物鏡成放大的實像，再通過目鏡成放大的虛像，經過兩次放大，于是提高了放大倍數.所以醫生常用顯微鏡來觀察病人血液中的成分診斷病情；植物課上用它來探究植物不同部位細胞的特征，了解其相關的生理機能.

（８）望遠鏡

在看奧運會比賽時，我們要想看到更遠的地方就要使用望遠鏡.普通望遠鏡鏡筒兩端分別裝一塊凸透鏡和凹透鏡，天文望遠鏡的鏡筒兩端則各裝有一塊凸透鏡，物鏡的焦距長，目鏡的焦距短（如圖12），這樣的望遠鏡視野更廣，特別適宜觀察行星和月球.

除此之外，生活中還有好多問題都與“凸透鏡”有關，在森林里游客如果隨地丟棄裝水的透明圓飲料瓶，可能會引起森林火災.這是因為裝水飲料瓶相當于凸透鏡，它能使太陽光會聚.草堆上最好不要用塑料薄膜覆蓋，積水后的塑料薄膜相當于凸透鏡，對陽光有會聚作用，容易引燃草料.隔著圓型注水的杯子看字畫（看圓型魚缸中的金魚），字畫被放大，圓型注水杯子相當于凸透鏡，它有放大作用.體溫計的三角形外形設計，其中有一個凸面相當于凸透鏡，也起到放大的作用，這樣便于我們看清其溫度等等.

可以說“凸透鏡”在我們的生活中無處不在.正是因為它的存在，以及它的獨特作用，使我們的生活更加豐富多彩.