春夏之際,草長鶯飛,又是一個(gè)假日,阿龍和小強(qiáng)相約到城郊的小河邊去抓魚,流水潺潺,清可見底。阿龍拿起網(wǎng)兜,專心地網(wǎng)小魚,小強(qiáng)則拿出事先準(zhǔn)備好的瓶罐從河岸邊汲水,很快十幾條小魚被阿龍裝進(jìn)瓶罐,小強(qiáng)趕忙將蓋子蓋上,此時(shí)陽光燦爛。一束陽光透過水瓶,在地上灑下一片金黃,只見光影中還有幾條小魚的身影在隨之晃動。
小強(qiáng)舉起瓶子觀看瓶中游弋的小魚,細(xì)小的魚身被瓶子放大,比直接拿在手中看起來還要真切,“這很好理解,”小強(qiáng)自言自語道,“瓶子由玻璃制成,表面是曲面,它就像是一個(gè)凸透鏡,將瓶子里面的小魚放大了?!?/p>
兩個(gè)小伙伴就這樣欣賞著瓶中的小魚,忽然之間阿龍發(fā)現(xiàn)似乎瓶中還有一些更加細(xì)小的生物,但是卻看得不太清楚,兩人頓時(shí)對小魚失去了興趣,轉(zhuǎn)而將注意力集中到水中神秘的細(xì)小生物上面,他們用水瓶重新灌裝了一瓶河水,對著陽光,定睛觀瞧,想要看清楚其中的奧秘,只見水中的確有星星點(diǎn)點(diǎn)的東西在游走,可是仍舊無法看真切。
兩人頓時(shí)犯了難,小強(qiáng)說:“我們倆家里都沒有專業(yè)的顯微鏡,到底該怎么觀察水中的細(xì)小生物呢?”阿龍一聽也陷入沉思,隨后他說道:“對了!咱們還是去問一下我爸爸吧,他上過大學(xué),懂的東西可多了?!?/p>
兩人興致沖沖地來到阿龍家中,將來龍去脈講給了阿龍爸爸,阿龍爸爸非常高興:“你們倆小鬼頭很有探索精神嘛!好的,就讓我來幫你們一把?!?/p>
阿龍爸爸找來一支綠色激光筆,一支針管注射器,隨后又抱來了兩大摞書,“要這些東西有什么用?。俊眱蓚€(gè)小伙伴十分不解?!耙粫耗銈兙椭懒?!”阿龍爸爸神秘兮兮地說。
只見阿龍爸爸把兩摞書擺成一樣高低,貼著白墻擺放,只在中間留了一個(gè)小空隙,隨后他用注射器吸了一些瓶子里的河水,然后將注射器架在兩摞書之間的空隙中,針尖朝下(如圖1),阿龍爸爸緩慢地推動注射器,將河水推出半滴來,只見那半滴河水在張力的作用下形狀十分圓潤卻不會滴落,阿龍爸爸讓兩人把房門關(guān)上,窗簾拉上。然后將燈關(guān)閉,房間里頓時(shí)漆黑一片,阿龍爸爸打開激光筆,一束綠光筆直地射出。他慢慢調(diào)整方向,將激光筆對準(zhǔn)注射器尖端的半滴河水,激光透過水滴照射在了后面的那堵白墻上,形成一片綠色光,只見白墻上的綠色光影中有些許黑影在不停游走(如圖2)。
“你們看!”爸爸說道?!斑@些移動的黑影就是水中的草履蟲和藻類等單細(xì)胞生物!”“哇,好棒??!”阿龍和小強(qiáng)齊聲說,“這就是我給你們做的簡易激光顯微鏡,”爸爸說道。
兩人癡迷地看著激光筆投出的光影,爸爸說:“不如我們將河水換成自來水和蒸餾水,再來看看里面有什么吧。”阿龍和小強(qiáng)齊聲答應(yīng),兩人用注射器分別吸取自來水和蒸餾水進(jìn)行實(shí)驗(yàn),雪白的墻面上出現(xiàn)了不同的光影。自來水形成的光影內(nèi)部暗點(diǎn)明顯少于河水(如圖3a),而蒸餾水形成的光影明暗分布均勻,其中沒有暗點(diǎn)(如圖3b)。
看著墻上的光影,阿龍向爸爸提出了自己的問題:“激光可以近似認(rèn)為是一種平行光,它是如何將水滴中的物體放大呢?”
“光線進(jìn)入水滴中會發(fā)生折射,由于水滴近似于球形。因此類似于凸透鏡,很顯然,實(shí)驗(yàn)中墻到水滴的距離遠(yuǎn)大于‘水滴透鏡’的焦距,嚴(yán)格來說,墻壁上的光影既不是虛像,也不是實(shí)像,而是激光穿過水滴形成的光強(qiáng)分布圖,這就類似于我們在做‘探究凸透鏡成像的規(guī)律’實(shí)驗(yàn)中,在調(diào)整光屏過程時(shí),成像前所形成的光斑,水中的微生物或者顆粒物會影響光強(qiáng)的分布,因此我們通過墻壁上的光斑可以模糊地看到水中物質(zhì)的影像,但是,要想看到物質(zhì)的細(xì)節(jié),我們還是需要顯微鏡的幫助。”
兩人仔細(xì)琢磨著爸爸的話,又回顧了課本上的知識,感覺學(xué)到了很多知識。