逍遥学能 2017-10-30 09:11
“傻瓜相机”，意为连傻瓜都会用的照相机，喻其自动化程度高。柯达公司曾打出一条著名的广告语──“你只要按动快门，其他都由我们来做”，正因为傻瓜机的问世，使长期被少数人“垄断”的摄影世界，迅速成为大众的乐园。
芳芳生日那天，爸爸送给她一架焦距为35mm的“傻瓜”相机，它不需要调焦，远近不同的景物就能在胶卷上成比较清晰的像，这是为什么呢？芳芳去请教物理老师，老师说：“你的照相机镜头可以看成一个凸透镜，凸透镜成像时，物距、像距和焦距之间有一定的关系。我告诉你公式，你根据拍照时的物距和镜头的焦距自己算出对应的像距的数据，从数据中你肯定能找到答案。”芳芳用公式算出了表中的数据：从表格的数据上芳芳并没有找到答案，但当她看到说明书上“拍摄时，景物要在3m之外”的提醒时，一下子有了主意。
你也能想出芳芳的办法吗？请完成以下研究。
⑴提出问题：为什么用芳芳的“傻瓜”相机拍照时，无需随着景物的远近调节镜头到底片的距离？
⑵建立假设：______________________________________________________。
⑶实验验证：请你写出2～3步关键性的实验步骤。请在右边画出模拟“傻瓜”相机拍摄时的实验装置示意图。
⑷延伸研究：在获得上述结论后，你还会产生哪些值得进一步研究的问题？（请举两例)
① _____________________________________。
② _____________________________________。
分析：用普通照相机拍照，当物距发生变化时，像距也需要相应地调整（即调焦，调整暗箱的长度），但在用“傻瓜”相机照相时，却不需要“调焦”，即不论物距如何变化，只要镜头对准要拍的人或景物，就可拍得清晰的照片。照相机既然成的是倒立、缩小的实像，那么它的像的位置应该在一倍焦距到二倍焦距之间，对远近不同的景物都不需要调节镜头到胶片的距离均可得到较清晰的像，说明一倍焦距到二倍焦距之间的可调范围较小，换句话说也就是“傻瓜”照相机的焦距较短。从数据可以看出，当所摄景物较远时，由于物距变化而引起的像距变化是很小的，且物距越远引起的像距变化越小，同时离焦点极近，所以可以认为像的位置几乎是不变的。
（1）假设：对于焦距为35mm 的凸透镜（或焦距较小的凸透镜），当物距大于3m 时，物距发生变化，像距变化非常小，像的位置几乎不变。
（2）主要实验步骤：本实验为定性的模拟实验，因此不需严格要求物距在3m 以外。本实验三种可能的基本操作如下：
a在光具座上做实验。选择焦距为5cm的透镜，物体必须尽可能远离透镜，保证物距远大于2倍焦距。
b在窗口把凸透镜对准远处某景物，光屏（白纸）在另一侧焦点外附近寻找像。
（3）作图：图中发光物体须远远大于2倍焦距。
（4）延伸研究：有没有更加高级的“傻瓜”相机？高级“傻瓜”相机也不需要手动调焦，原理与芳芳的相机一样吗？利用声纳工作原理的高级自动相机是怎样的？高级自动相机可不可以利用遥感技术实现测距、调焦？“傻瓜”相机与人眼的调光原理是否一样等。
江苏沛县张街中学 张振楼