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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 探究小孔成像试验报告提出问题 用易拉罐自制一个针孔照相机, 在观看过程中, 发觉在室外观看景物时成像 总不太清晰, 有什么方法可增加清晰度呢； 照相机半透膜上的图像会发生大小改 变,这大小转变受什么因素影响,又有什么规律呢？一：探究像的清晰度试验 摸索与假设 依据生活体会,猜想不清晰可能是由于以下两种情形：1. 环境中光线太亮,以致于看不清半透膜上的像；2. 孔径太小,光线进入量过少,导致半透膜上的像不清晰 下面就针对这两个假设进行试验验证试验 1 像的清晰程度和四周光的强度有关 设计试验 ：器材：针孔照相机,光源 试验步骤：F 型发光二极管
2、,黑色卡纸遮光器1. 为“ 针孔照相机” 用黑色卡纸做了一个圆柱形的“ 遮光器”成像的一端,以降低半透膜四周光的强度；,套在针孔照相机2. 在外界光线强,有遮光器时观看像的清晰程度 3. 在外界光线强,无遮光器时观看像的清晰程度 4. 在外界光线弱,有遮光器时观看像的清晰程度 5. 在外界光线弱,无遮光器时观看像的清晰程度不带遮光器的针孔照相机成像带遮光器的针孔照相机成像名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 进行试验：得到以下数据：外界光线强弱有无遮光器成像成效是否清晰试验一强有清晰试验二强无不清晰试验三弱有较清晰试验
3、四弱无较清晰得出结论：通过试验可以得出,成像的清晰程度与四周光线强度有关,四周环 境越亮,成像越不清晰；四周环境越暗,成像越清晰； 1试验 2 设计试验 器材： 5 个有不同口径小孔的小孔成像仪器,光具座,遮光器,光源试验步骤 ：1、制作出 5 个有不同口径小孔的小孔成像仪器：分别裁剪 5 个相同尺寸的易拉 罐,剪掉瓶口,并分别在瓶底钻出 5 个大小不同的小孔；2、在光具座上固定一个可发出平行光线的光源,保持光源与小孔之间的距离,用 5 个小孔成像仪器分别观测像的大小,并进行比较；进行试验1、如下图,我们制作了5 个孔径大小不一的小孔成像仪器：d=7mm d=5mm d=2mm d=1mm d
4、1mm 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2、然后布置了光具座和光源：遮光器用于光源提高成像质 量,削减误差,让本实 验结果更明显；光具座小孔与光源的距离恒定为 35cm 小孔直径小于 1mm 时：小孔直径等于 2mm 时：小孔直径等于 1mm 时：小孔直径等于 5mm 时：名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 小孔直径等于 7mm 时：整理为下表孔径大小 /cm 成像清晰度 亮度 像的大小1 号瓶 1 很清晰 很暗 很小2 号瓶 1 比较
5、清晰 比较暗 比较小3 号瓶 2 清晰 光明 正常大小4 号瓶 3 模糊 比较亮 比较大5 号瓶 5 很模糊 很亮 很大得出结论：在光源与小孔距离肯定时,小孔越大,成的像越不清晰；2分析和论证： 小孔成像的原理是这样的：名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 假设当小孔足够小时,成一个这样的像：一个较大的小孔就相当于数个较小的小孔的组合,合,自然会不清晰：形成的像就是几个小的像的重同理,小孔越大,就相当于越多的像重合,成的像也就越模糊：二探究影响像大小因素试验摸索与假设猜想影响像大小有这几个因素：名师归纳总结 - - -
6、 - - - -第 5 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1. 孔径的大小,孔径越大,像越大 2. 相机与物体的距离,距离越长,像越小 3. 半透膜与针孔的距离,距离越长,像越大 下面就针对这三个假设因素进行试验验证试验 1 探究像大小与孔径的大小的关系 由表 1 易得出结论 : 孔径越大,成像越大； 3试验 2 探究像大小与机物距离之间的关系设计试验 ：器材：针孔照相机针孔与半透膜距离为 为 3cm,光具座,刻度尺,水平工作台试验步骤 ：10cm,光源 F 型发光二极管,长度1. 将光源放置在光具座左端“0” 刻度线处 2. 加厚度使光源中心,针孔,半透膜中心
7、处于同始终线上,便于观看成像 3. 将针孔照相机放在处,观看成像,量出像的长度 4. 以后每隔 10cm 测量一次,并记录,做 7 次 注：假设像不能完全显示,就先量两亮点之间的距离,同比例放大进行试验 得到以下数据 : 试验次数距离物体远近 /cm 像的大小 /cm 第一次13.5 8.5 其次次第三次 第四次 33.5 第五次 第六次 53.5 第七次 表 1 观看表 1 可知相机与物体的距离逐步变长,像逐步变小,和猜想一样得出结论：像的大小与相机与物体的距离有关,当光源与针孔半透膜之间距离 不变时,相机与物体的距离越长,像越小,反之亦然； 4试验误差 ：测量误差试验 3 探究像大小与半透
8、膜针孔距离之间的关系 设计试验 ：器材：针孔照相机,比针孔照相机口径略小的纸筒,光源 度为 3cm,光具座,刻度尺,水平工作台试验步骤 ：F 型发光二极管,长名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1. 将纸筒放入针孔照相机,在外套上半透膜 2. 将光源放置在光具座左端“0” 刻度线处 3. 加厚度使光源中心,针孔,半透膜中心处于同始终线上,便于观看成像4. 将针孔照相机放置与16cm 处,观看成像,量出像的长度5. 将纸筒向外拉出1cm,观看成像,量出像的长度,以后每拉出1cm,记录 1次,共做 5 次注：假设像不能完
9、全显示,就先量两亮点之间的距离,同比例放大进行试验 得到以下数据 : 试验次数半透膜和小孔的距离/cm 像的大小 /cm 第一次 其次次 第三次 第四次 第五次 表 2 观看表 2 可知半透膜和小孔的距离逐步变长,像逐步变大,和猜想一样得出结论：像的大小与半透膜和小孔的距离有关,当光源与相机物体之间距离 不变时,半透膜和小孔的距离越长,像越大,反之亦然；5试验误差 ：测量误差进一步探究 提出问题设光源长度为 L1,像长度为 L2,相机与物体的距离为 为 L4,就 L1,L2,L3, L4 之间存在着什么关系呢？摸索与猜想L3,半透膜与针孔的距离取一组数据,试验1 中第一次试验,此时L1=3cm
10、,L2=, L3=,L4=10cm 此时经尝试可发觉L 1 3cm 3.5cm L 3L 2 8.5cm 10cm L 4再随便的带入几组其它数据也可得到同样的结论,如：当 L1=3cm,L2=,L3=16cm,L4=28cm 时L13cm16cmL3L25.3cm28cmL4就作出猜想名师归纳总结 L1L3第 7 页,共 10 页L2L4- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 论证：C 光源长度A 针孔为 L1O B 相机与物体图 1 半透膜与针孔D 半透膜上的的距离长的距离长度度为 L3为 L4像长度为L2 如图 1,AB CD,就 BAO=CDO, A
11、BO=DCO 又AOB=DOC 就 AOB DOC 就AB AO BODC DO CO就 L 1 L 3L 2 L 4就结论 4得证： L1,L4 不变, L2 L3=L1 L4,L3 与 L2 成反比,就 L3 越大,L2 越小结论 5得证： L1,L3 不变,L1L2, L2 与 L4 成正比,就 L4 越大, L2L3L4越大名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 又可发觉,假设 L1,L3+L4=k 不变、就 L 1 L 3,就 L3 越大, L2 越小可得 结L 2 k L 3论:当光源与光源半透膜距离肯定时,
12、相机与物体的距离越大,像越小；6如此只要知道 L1,L2,L3,L4 中任意 3 个数的值,就能得出第 4 个数的值总结经过以上探究试验与论证,对于针孔照相机的小孔成像原理已有了一个充分的熟悉；以下两个因素会对像的清晰度造成影响：名师归纳总结 1. 环境中的光线,光线越强,清晰度越差,反之亦然；解决方法：加遮第 9 页,共 10 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 光器 2. 与孔径的大小有关,孔径越小,越清晰 以下三个因素会对像的大小造成影响：1. 孔径的大小,孔径越大,像越大,反之亦然；2. 相机与物体的距离,距离越长,像越小,反之亦然；3. 半透膜与针孔的距离,距离越长,像越大,反之亦然；4. 当光源与光源半透膜距离肯定时,相机与物体的距离越大,像越小名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 10 页