這回,該把伏筆收回了。
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最后,物理實驗順利結束了。沒人注意到林烏山和梅秋月那邊的小插曲。
第二天上午,李老師的物理課上……
李天宇……其實凸透鏡成像的規(guī)律是有定量關系的。它是:1/u+1/v=1/f。這個幾何光學的結論咱們現(xiàn)在不要求,以后也不用學?,F(xiàn)在咱們只需要用不等式組確定焦距范圍就行?!?/p>
李天宇……多說幾句,1/u+1/v=1/f這個式子對實像和虛像都成立。實像我們能理解,而虛像可以是因為根據(jù)負數(shù)的定義虛像的像距是負的。這樣就能計算了?!?/p>
林烏山(是嗎?……)
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中午,林、梅兩人吃完午飯,正閑得沒事干。林烏山自顧自地拿出了鉛筆、直尺和圓規(guī),畫了起來……
梅秋月(湊過來)林烏山,你又在畫什么呀?
林烏山李老師說凸透鏡并不能匯聚平行光線到一點。我想用尺規(guī)作圖試試。
梅秋月啊?……這也能作圖的?
林烏山是啊。還記得嗎,
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李天宇……在折射現(xiàn)象中,設入射角為i,折射角為γ,則sin(i)/sin(γ)=k。……
李天宇……凸透鏡的原理本質(zhì)上是光的折射。……
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梅秋月……原來老師在課上還講過這些呀?林烏山,你可真是個勤于思考的人呢。
梅秋月——那,你要怎么作圖呢?
林烏山我們在作畫圖題時,凸透鏡常被簡化為一個雙箭頭。現(xiàn)在,讓我們見到他的真面目——
說著,林烏山動起手來。
林烏山作任意直線l;在l上任意描一點A;以任意半徑、A為圓心作⊙A交l于B、C,其中B在左側;分別以B、C為圓心,大于0.5AB的長度為半徑作⊙B、⊙C,圓B、C的相交段就可以視作一塊凸透鏡。
梅秋月嗯。(認真聆聽)
林烏山然后,我們在⊙B、⊙C的公共切線的范圍內(nèi)且不在凸透鏡內(nèi)任取一點P1,過P1作l1∥l交⊙C于M1。
梅秋月嗯……這些人們都能干,接下來你可就得繪制過曲線的折射了,你會怎么辦呢?
林烏山在曲面S的點P上發(fā)生的反射、折射等效于在S在P的切平面上發(fā)生的反射、折射。
林烏山而且,還記得我和你說過的一句話嗎?
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林烏山……圓的性質(zhì)非常好。……
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林烏山在這里就是因為⊙C在點M1處的切線垂直于半徑CM1。這樣問題不就解決了?
梅秋月真的誒!可是為什么“在曲面S的點P上發(fā)生的反射、折射等效于在S在P的切平面上發(fā)生的反射、折射”呢?
林烏山……這個有一部分就涉及到高等數(shù)學了。不過其中的思想比較樸素,就是把光滑的曲線、曲面視為由無數(shù)個連續(xù)的細微直線、平面組成的。這種極限思想具有很大的價值,比如魏晉時的劉徽和南北朝時的祖沖之正是在這種思想的指導下,運用“割圓術”,分別將圓周率的值精確到了小數(shù)點后4位和小數(shù)點后7位。兩者的成果都在當時領先世界,且后者保持了1100多年。
林烏山——扯遠了,接著干活。接下來就沒什么好說的了,設從空氣到透鏡,sin(i)/sin(γ)=2,然后就是純機械操作了。
一邊說,林烏山一邊把圖畫了出來。
林烏山這樣得到P1M1的折射光線交主光軸l1于Q1。如果在剛才P1的范圍內(nèi)再任取另一點P2,且經(jīng)過同樣操作得到Q2≠Q(mào)1,那么我們就證明了“焦點不是點”。
林烏山又折騰了一遍,事情確實如他所說的那樣發(fā)生了。
梅秋月……天哪!那以后我們的題還怎么做啊!
林烏山沒關系沒關系,見什么人說什么話就行。
梅秋月哦,好的~
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在林烏山的故鄉(xiāng)——霍爾姆鎮(zhèn),云雀亭里,兩人中正圍著一張小桌子,面對面地坐著。
梅秋月這可以說是我們學生時代的一件趣事呢。
林烏山話說就實驗室那一段,從那時候起你就對我有意思了吧。
梅秋月誒~?有嗎?~
林烏山所以說,這條路,還要走多遠呢?(認真的語氣,注視對方)
梅秋月……別這樣看著人家啦,人家會害羞的?。樇t)
林烏山我那天可不是開玩笑哦?請直面我的問題。(一字一句)
梅秋月……(害羞,低頭沉思)
林烏山不如換個問題——
林烏山本想問,為什么梅秋月要一再推托。
梅秋月——好!話說那個1/u+1/v=1/f怎么證???
梅秋月趕緊打岔。
林烏山對哦!一直把它當結論,從來沒質(zhì)疑過誒。怎么證明呢……
林烏山成功被帶偏了。
——林烏山就是這樣,說起學問,能中斷其他任何事情。
等到這個毛病治好了,兩人或許就能在一起了……。
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本章完