“天宫课堂”
2021年12月9日下午,中国空间站直播天空授课圆满完成。“天宫课堂”上,航天员王亚平在翟志刚、叶光富的协助下,做了四个和水有关的实验,活泼可爱,妙趣横生,让观众感觉太空真奇妙。其中的“水球光学”实验,更是吸引了同学们的眼光。在实验过程中,王亚平往水膜里注水,水膜鼓起来如同一个水球。给水球中注入空气,空气在水球中形成一个气泡。透过水球和气泡就得到一个正立的王亚平和一个倒立的王亚平同时出现的奇观,让大家领略到了科学的魅力。
为什么会出现这种“双重人像”的现象呢？小明查阅了相关资料。
水球在失重环境下由于表面张力的作用保持形态,并且由于其折射率和空气不同,从而使得光线在穿过时产生折射,形成会聚效果,这就形成了一个凸透镜。物体通过这个透镜成倒立的像。
其实,我们可以在地面上用透明的水瓶装满水模拟这个实验:在一定距离外,透过水瓶所看到的世界是左右颠倒的。
在水球中注入空气球形成“双重人像”的实验有很大的操作难度。由于失重,空气球不会因为受到浮力而移动。在注入空气球后,由于空气球的半径更小,水球的半径更大。若透过水球中的空气球观察物体,空气球前后的水相当于形成了两片凹透镜,使得光线穿过时发散,从而可以观察到正立、缩小的物体。在一定距离外,透过近视眼镜片也可以观察到类似的现象。
请完成下面的问题:
(1)实验中成的倒立的航天员的像,是利用物体在凸透镜处形成倒立、缩小的实像的原理。
(2)往水球注入空气后,和水球共同构成了两片镜,它对光有发散作用,从而形成了一个正立、缩小的像。
(3)航天员在太空实验室所做的“双重人像”实验,是利用光的(填“反射”或“折射”)现象。

大于2倍焦距
凹透
折射