陪孩子玩转科学小实验
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潜望镜是怎么做出来的?

蔚蓝的大海一望无际,海鸟在天空飞翔,这时从水里悄悄地露出了一双“眼睛”,它是什么呢?

材料准备

硬纸板2块、美工刀1把、剪刀1把、透明胶带1卷、平面镜片1块

实验步骤 >>>>>>

第一步:用硬纸片做两个直角弯头圆筒,直径比小镜子稍大。

第二步:在纸筒的两个直角处各开一个45度角的斜口。

第三步:将两面小镜子相对插入斜口内,用纸条粘好。

第四步:把两个直角筒套在一起,即成一个简单的潜望镜。

第五步:调整一下上面那个直筒的角度,看看是否能够看见其他方向的东西。


想一想

1.潜望镜能够发挥什么作用?

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2.为什么人们把这种装置叫作“潜望镜”?

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实验揭密

平面镜可用于成像和改变光路,而潜望镜则利用平面镜的特点,对平面镜的功能进行了延伸。比如在井口安置一块平面镜,只要随时调整平面镜的角度,就可以使斜射的太阳光竖直向下照亮很深的井底。再比如汽车驾驶室的两侧都装有平面镜(或凸面镜),使司机不需回头就能看到车后的情景,以利安全驾驶。在十字路口或公路拐弯处常立有一块平面镜(或凸面镜),向东开的汽车司机可以从镜中看清有没有由南往北或由北往南的汽车,以利行车安全。

最简单的潜望镜是由两块平面镜片和一根管子组成的,两块镜子互相平行,这样一来,外面的光线照射到第一块镜片上以后,就可以反射到第二块镜片上,然后传递到我们的眼睛里,我们就能看见外面的景象了。

为了更清楚地进行观察,有些潜望镜已经把平面镜换成直角棱镜了。

很早以前,人们就已经根据潜望镜的原理做出简单的装置了,例如成书于汉朝的名著《淮南子》中就有类似的记载:“取大镜高悬,置水盆于其下,则见四邻矣。”古人把一块大镜子悬吊起来,然后在下面放置一盆清水,就可以将附近的情形尽收眼底了。

现代意义上的潜望镜,发明于20世纪初。这些潜望镜大多应用于军事上,譬如潜水艇里面就少不了潜望镜,潜水艇艇员躲在水下,通过潜望镜就可以看到水面上是否有敌人,或者水面上是否有异常情况了。驾驶坦克的战士们也要使用潜望镜,他们躲在厚厚的钢甲里面,避免受到枪林弹雨的伤害,这时就需要使用潜望镜来帮助自己观察战场的情况了。躲在战壕里的士兵,有时也会用潜望镜观察敌情。

不过,传统的潜望镜有两个很大的缺点:首先,在使用条件上有许多限制,例如,晚上光线昏暗,照明条件较差,光凭肉眼很难看清;其次,潜望镜的体积太大,使用起来很不方便。后来人们不断对潜望镜进行改进,加上了微光夜视、红外热成像、激光测距等技术,甚至使用潜艇无人机取代传统的潜望镜。

TIPS 小贴士

❶倒立的潜望镜的两个镜子的夹角是90度,而正立的潜望镜的两个镜子是相互平行的。

❷制作潜望镜时,纸板的长度不限。纸板长一些,潜望镜就可以做得高一些。