簡易潛望鏡

◎重慶市育才中學校 余茂竹 李建 李鴻

利用平面鏡和構造不一樣的透鏡，我們可以制作出簡易潛望鏡。不信？一起來試試吧。

一、設計思路

平面鏡可以反射光，根據平面鏡可以改變光路這一原理，我們設計基本潛望鏡，其光路圖如圖1所示。我們在B處可以觀察到A處的物體，但看不到放大后的效果。

圖1

伽利略望遠鏡可以放大視角，它與基本潛望鏡組合，能疊加放大的效果。

我們將基本潛望鏡和伽利略望遠鏡組裝成具有放大功能的簡易潛望鏡，其光路圖如圖2所示。

圖2

二、制作材料

兩截直徑為5 cm的PVC水管，一截直徑為4 cm的PVC水管，兩個直角彎頭，兩塊平面鏡，一個凸透鏡，一個凹透鏡，膠水，卷尺。如圖3所示。

圖3

三、制作過程

1.把兩塊平面鏡分別粘在兩個直角彎頭中，平面鏡與直角彎頭的角平分線垂直，如圖4所示。

圖4

2.把兩個直角彎頭套在其中一截直徑為5 cm的PVC水管上，如圖5所示，基本潛望鏡就做好了。

3.把凸透鏡粘在另外一截直徑為5 cm的PVC水管一端，把凹透鏡粘在直徑為4 cm的PVC水管一端，如圖6所示。

圖6

4.把粘有凸透鏡和凹透鏡的PVC水管套在一起，透鏡朝外，伽利略望遠鏡就做好了。如圖7所示。

圖7

5.把基本潛望鏡和伽利略望遠鏡組合在一起，制作出具有放大功能的簡易潛望鏡，如圖8所示。

圖8

四、使用方法

把簡易潛望鏡固定在手機自拍桿上，如圖9所示。調整三角支架的高度和直角彎頭所對的方向。

圖9

利用簡易潛望鏡觀察遠處紅圈中的物體，伸縮直徑為4 cm的PVC水管，調節凸透鏡和凹透鏡之間的距離，直到視野清晰。觀測到的圖像如圖10。

圖10

五、體驗分析

通過設計和制作簡易潛望鏡，我們成功實現了低成本觀測障礙物后距離較遠的物體。盡管簡易潛望鏡在成像質量方面無法與專業裝置媲美，但為普通愛好者提供了一個DIY的選擇。未來，我們會考慮使用更優質的材料或改進光學設計，以提高簡易潛望鏡的性能。