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何勇，温州中学物理高级教师，中国摄影家协会会员。 曾荣获温州市艺术摄影学会“摄影十杰”称号。擅长摄影理论研究，曾两度应邀出席浙江省摄影理论研讨会并作中心发言。长期从事中学物理、摄影教学工作，擅长将数字摄影技术应用于中学物理实验，相关作品分别于2004年、2007年两次获省中学物理实验设计评比一等奖。2011年，以频闪摄影技术为基础的实验课荣获第九届全国信息技术整合优质课评比一等奖。温州市文化局、温州市艺术摄影学会曾联合为其个人举办“何勇摄影现象”研讨会。 当物理遭遇摄影   表面张力 在液体表面张力的作用下，液体表面具有收缩到最小面积的趋势。而在体积一定的情况下，球面的面积最小，因而一般的小液滴、小水珠都接近球形。液滴过大，由于受到重力的影响而使形状稍有不同。照片中的大水珠受重力影响较大，形状就明显偏离正圆。 照片上还可以看出，置于上方的大水珠被重力压扁，而悬挂于下方的大水珠被重力拉长，而小水珠无论置于何处则几乎不受重力影响而呈球形。  朝饮木兰之坠露兮，夕餐秋菊之落英。木兰花上滴落的水滴，成奇特的葫芦状。  透镜成像一颗水珠就是一个世界。我们还真可以从这些水珠中看到整个世界。因为一颗水珠就相当于一个光学镜头，可以成倒立的实像。   薄膜干涉肥皂泡上的七彩色是由于白光在肥皂膜的内外表面上的两次反射光发生干涉的结果。  泊松亮斑当单色光照射在宽度小于或等于光源波长的小圆板或圆珠时，会在之后的光屏上出现环状的互为同心圆的衍射条纹，并且在所有同心圆的圆心处会出现一个极小的亮斑，这个亮斑就被称为泊松亮斑。  静摩擦力人在跑步或行走时由后脚提供向前的静摩擦力作为前进的动力，所以，每当脚与地面接触时，总是相对地面静止的。从照片上可以看出，人的身体由于运动而变得模糊，但与地面接触的脚总是清晰的。    水的惯性这是装水气球被扎破的瞬间。气球爆裂后，里面的水由于惯性，总能保持气球原来的形状。曝光时间为1/8000秒 这是气球扎破之前的情景 这同样是装水气球被扎破的瞬间。只是曝光时间约为1/15秒，所以爆发的水珠变成了一些丝线。 这两张照片的曝光时间正好跨越了气球爆炸前后，因而画面颇有超时空的感觉。 全反射 光由光密介质射到光疏介质的界面时，全部被反射回原介质内的现象叫做全反射。 水球爆炸后，水珠往外溅，空气往里挤，于是水球内产生了很多小气泡，当光从水射向小气泡时，只要角度合适，就会发生全反射现象，因此水球看起来特别明亮，就像个水银球。 透视原理 拍过照片的人都有这样的体会，日出、日落的太阳看起来似乎很大，拍下来的照片中的太阳却显得很小。其中的原因是你使用的镜头焦距不够长。但为何用肉眼看起来很大呢？其实人的眼睛相当于一个变焦镜头，当你盯住太阳看时，你相当于把眼睛拉成一个长焦镜头，因而看起来挺大。 根据近大远小的透视原理，虽然亭台、树木等普通景物要比太阳小得多，但由于拍摄距离近，所以在照片上显得比太阳大得多。因而像这种亭子比太阳还小的照片反而少见了。实际上只要在拍摄时要尽量拉大亭子和镜头的距离就可以了，当然，要想使亭子和太阳都足够大，必须使用超长焦镜头。 静动虚化 照相机的快门速度决定运动物体的虚化（模糊）程度。严格地说，只有相对照相机静止的物体才能得到清晰的像，而相对照相机运动的物体因运动速度和照相机快门速度的不同，而留下不同虚化程度的像。物体运动速度越大、照相机快门速度越慢，虚化程度越厉害。 这张照片的快门速度为1/4秒。照片上学生的手臂在作以肩膀为圆心的转动，离圆心距离越大，线速度越大，因而虚化程度越高，于是手臂虚化成翅膀的效果，故起名为《起飞》。 星星的轨迹 由于地球的自转，我们利用长时间曝光拍摄的星星往往被虚化成一系列弧线。而地球自转的转轴正对着北极星，所以只有北极星的影像是清晰的。离北极星越远的星星，相当于离转轴越远，因而虚化程度越高，弧线就越长。于是就形成了“群星拱北”的壮观画面。这是传统胶片相机拍摄的照片，一次成像。曝光时间为55分钟。由于地球每24小时自转一周，所以在将近1小时的曝光时间内，星星轨迹形成的圆弧的圆心角接近15度。 五彩祥云 传说中的五彩祥云的成因类似于彩虹，它是阳光经高空中的冰晶色散后形成的，只是不像彩虹一样有着规则的形状。 光的偏振 这张照片也拍摄于内蒙古。从照片上看，并没有什么特别之处，只是天空特别蓝而已，但想把天空拍得这么蓝，并不是容易的事，其中包括深刻的物理原理。 有时天空看起来很蓝，拍下来的照片上天空却显得灰白，其原因是摄影胶片往外对蓝光特别敏感，因而蓝色物体往外曝光过度，并最终造成天空发白。因此想要把天空拍蓝的关键是压暗天空的亮度而尽量不改变周围景物的亮度，而这不是一个蓝色半透明滤镜所能解决的问题。这时必须利用偏振片。 形象地说，偏振片相当于提供了一条狭缝通道，原来各个振动方向分布均匀的自然光，通过偏振片只有只保留了与狭缝方向相同的振动方向，变成了一种线偏振光。而线偏振光能否通过偏振镜就取决于偏振镜的狭缝通道方向是否和偏振光的电振动方向一致。当电振动方向与狭缝通道方向一致时，透光率最大，当二者方向垂直时，透光率最小，几乎接近于零。 蓝色天空所散射下来的光线包含一定的偏振光，在镜头上附加偏振镜并旋转到适当的角度，就可以过滤绝大部分或全部的偏振光，就可以使天空的亮度大大降低，因而可以拉大蓝天和白云或其它景物之间的反差，从而使蓝天看起来更蓝。 小花上的细胞 照片的小花原尺寸大约为2mm 显微摄像 理论表明，提高影像放大率的最佳方案是增大像距，而普通照相机的像距只能在很小的范围内变化。要增大像距，就只能使镜头和照相机分离，然后在镜头和照相机之间接一不透光的空腔，从而增大影像放大率。在微距摄影中这种空腔被称为近摄接圈，但一般长度因为一二十厘米，放大率也只有三五倍。笔者曾自制长达两米的近摄接圈，放大率可达到50倍。如果从电脑屏幕上的影像尺寸来算，放大率可以在500倍以上。 这种显微摄影手段比起使用显微镜结合照相机来，其优势是可以拍摄立体的画面。 昆虫的复眼 岁月的留痕月球的环形山只要用普通的长焦镜头就可以拍到，但由于光线的原因，一般只能拍到阳光与月面相切的一条弧线上的环行山，而满月时相当于是顺光，因而根本看不到环形山，而只是看到明暗相间的图案。 笔者经过近一年的耐心等待，拍摄了几乎所有的月相，然后把每一个环行山放在它自己的位置上，组成了这幅月球环形山的全家福。月球上的这些环形山是亿万年来大量陨石不断撞击的结果,这也不正是一张岁月沧桑的老人的脸吗? 太阳黑子太阳黑子实际上是太阳表面一种炽热气体的巨大漩涡，温度大约为4500开尔文，因为比太阳的光球层表面温度要低，所以看上去像一些深暗色的斑点。这是用普通照相机拍摄的太阳黑子照片，照片中的太阳黑子的直径约有地球的4倍。世界上最早的太阳黑子的记录是中国公元前140年前后成书的《淮南子》中记载的。 贝利珠 当窄窄的弯月形的光边穿过月面中粗糙不平的谷地的时候，就变为一系列的小珠子。这一些光斑就称为“贝利珠”。贝利珠为日全食开始或结束时太阳光从月面边缘的山脉缝隙中透射而出形成的，持续时间只有一两秒钟，非常难得。 2009年7月22日，五百年一遇的罕见日全食在天空上演。此次日全食从日食初亏到复圆长达2个多小时,日全食的持续时间最长达6分钟左右。这是1814年-2309年间中国境内可观测到的持续时间最长的一次日全食。这也是世界历史上覆盖人口最多的一次日全食，但这次日全食的主要观测区域天气普遍不佳。 作为最佳观赏地的浙江嘉兴更是下起了小雨，令从全世界赶来的天文爱好者大失所望。笔者本想前往宁波拍摄，不想由于高速意外封道，被迫从奉化下高速。由于时间紧迫，只好匆匆忙忙在高速出口拍摄日全食，想不到却有大大惊喜！本次日全食能拍摄到如上图完美的贝利珠真是难能可贵！更令人意外的是，原来的目的地宁波也下起了小雨！ 金环入海 2010年1月15日下午，本世纪首次、也是未来一千年内最长时间的日环食在亚非洲大陆上演。这次千年难遇的日环食从中非西部开始，经过印度洋北部、印度及斯里兰卡、缅甸，在下午16时37分从云南省的瑞丽地区进入中国，16时59分01秒在中国胶东半岛结束。笔者于14日晚飞赴山东青岛，在胶州湾东海岸翘首等待撼人心魄的金环入海奇观。 虽然在关键的日环食发生之前的几分钟，由于云层遮挡，几乎完全看不见太阳，但所谓皇天不负有心人，在现场数千观测者的深情呼唤中，日环食终于露出了神秘的笑脸，在飘渺的云层中，出现一个硕大的、对于大多数人来说从未见过的奇特的金环！那壮美，之前无法想象，那经历，之后终生难忘！。 仅仅三分钟之后，在数千双眼睛的注视下，在数千人的欢呼声中，这个奇异的金环逐渐沉入大海，留下的只是穆蓝的色的天空和众人的唏嘘！ 利用高速连拍摄影研究物体的运动 频闪摄影实验研究 文章来源：（温州教育2015第10期） 【校园青春】 品味青春 致力于品位阅读，内容有趣，欢迎热爱校园文化的人士，荐稿，推荐自己美丽的校园，我们将适时展现。热忱欢迎教育NGO 、校园媒体进行研究交流。长按识别二维码投稿邮箱：3071599096@qq.com |
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