书城科普读物探索未知丛书-物理城堡二
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第70章 球形鱼缸内金鱼为什么会变形

你喜欢养鱼吗?如果你用球形鱼缸养金鱼,小鱼在缸内游动时,你会看到鱼儿千姿百态,形象失真,一会儿变长了,一会儿又变粗了,一会儿变得越来越大,一会儿游速越来越快。这是为什么呢?

在球形鱼缸里倒入水之后,由于水的折射率约为133,而空气的折射率约为1,缸内、外的折射率不同,所以构成了球面折射面。根据折射球面的成像原理,小鱼在一般位置上,因垂轴放大率和轴向放大率不同,小鱼的表现形态就发生了变化。当小鱼游到某个位置时,如果垂轴放大率大于轴向放大率,小鱼变得短而粗;当小鱼游到另外一位置时,可能轴向放大率大于垂轴放大率,这时,小鱼变得细而长;只有小鱼游到球形鱼缸中心附近时,垂轴放大率和轴向放大率相等,小鱼以同样的倍数放大,人们才能看到放大的、不失真的小鱼。那么,小鱼速度的变化又是怎么回事呢?假设小鱼匀速游动,由于不同位置,小鱼的轴向放大倍率不同,所以在单位时间内小鱼游动的表现距离也不同,也就是小鱼游动的速度有快有慢。

这就是球形鱼缸内游鱼形态和速度变化的光学原理。