探究小孔成像实验报告.docx
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探究小孔成像实验报告
探讨小孔成像实验陈述【1】
提出问题
用易拉罐克己一个针孔拍照机,在不雅察进程中,发明在室外不雅察景物时成像总不太清楚,有什么办法可增长清楚度呢.拍照机半透膜上的图像会产生大小转变,这大小转变受什么身分影响,又有什么纪律呢？
一：
探讨像的清楚度实验
思虑与假设
依据生涯经验,猜测不清楚可能是因为以下两种情形：
1.情形中光线太亮,乃至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楚
下面就针对这两个假设进行实验验证
实验1像的清楚程度和四周光的强度有关
设计实验：
器材：
针孔拍照机,光源（F型发光二极管）,黑色卡纸（遮光器）
实验步调：
1.为“针孔拍照机”用黑色卡纸做了一个圆柱形的“遮光器”,套在针孔拍照机成像的一端,以下降半透膜四周光的强度.
2.在外界光线强,有遮光器时不雅察像的清楚程度
3.在外界光线强,无遮光器时不雅察像的清楚程度
4.在外界光线弱,有遮光器时不雅察像的清楚程度
5.在外界光线弱,无遮光器时不雅察像的清楚程度
不带遮光器的针孔拍照机成像
带遮光器的针孔拍照机成像
进行实验：
得到以下数据：
外界光线强弱
有无遮光器
成像后果（是否清楚）
实验一
强
有
清楚
实验二
强
无
不清楚
实验三
弱
有
较清楚
实验四
弱
无
较清楚
得出结论：
经由过程实验可以得出,成像的清楚程度与四周光线强度有关,四周情形越亮,成像越不清楚;四周情形越暗,成像越清楚.
（1）
实验2
设计实验
器材：
5个有不合口径小孔的小孔成像仪器,光具座,遮光器,光源
实验步调：
1、制造出5个有不合口径小孔的小孔成像仪器：
分离裁剪5个雷同尺寸的易拉罐,剪失落瓶口,并分离在瓶底钻出5个大小不合的小孔.
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个小孔成像仪器分离不雅测像的大小,并进行比较.
进行实验
1.如图所示,我们制造了5个孔径大小不一的小孔成像仪器：
d=7mm
d=5mm
d=2mm
d=1mm
d<1mm
2、
光源
光具座
遮光器用于进步成像质量,削减误差,让本实验成果更显著.
小孔与光源的距离恒定为35cm
然后安插了光具座和光源：
小孔直径小于1mm时：
小孔直径等于1mm时：
小孔直径等于2mm时：
小孔直径等于5mm时：
小孔直径等于7mm时：
整顿为下表
孔径大小/cm
成像清楚度
亮度
像的大小
1号瓶
<1
很清楚
很暗
很小
2号瓶
1
比较清楚
比较暗
比较小
3号瓶
2
清楚
通亮
正常大小
4号瓶
3
隐约
比较亮
比较大
5号瓶
5
很隐约
很亮
很大
得出结论：
在光源与小孔距离一准时,小孔越大,成的像越不清楚.
（2）
剖析和论证：
小孔成像的道理是如许的：
假设当小孔足够小时,成一个如许的像：
一个较大的小孔就相当于数个较小的小孔的组合,形成的像就是几个小的像的重合,天然会不清楚：
同理,小孔越大,就相当于越多的像重合,成的像也就越隐约：
二．探讨影响像大小身分实验
思虑与假设
猜测影响像大小有这几个身分：
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身分进行实验验证
实验1探讨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）
实验2探讨像大小与机物距离之间的关系
设计实验：
器材：
针孔拍照机（针孔与半透膜距离为10cm）,光源（F型发光二极管,长度为3cm）,光具座,刻度尺,程度工作台
实验步调：
1.将光源放置在光具座左端“0”刻度线处
2.加厚度使光源中间,针孔,半透膜中间处于统一向线上,便于不雅察成像
3.将针孔拍照机放在处,不雅察成像,量出像的长度
4.今后每隔10cm测量一次,并记载,做7次
注：
若像不克不及完整显示,则先量两亮点之间的距离,同比例放大
进行实验
得到以下数据:
实验次数
距离物体远近/cm
像的大小/cm
第一次
8.5
第二次
13.5
第三次
第四次
33.5
第五次
第六次
53.5
第七次
表1
不雅察表1可知相机与物体的距离逐渐变长,像逐渐变小,和猜测一致
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）
实验误差：
测量误差
实验3探讨像大小与半透膜针孔距离之间的关系
设计实验：
器材：
针孔拍照机,比针孔拍照机口径略小的纸筒,光源（F型发光二极管,长度为3cm）,光具座,刻度尺,程度工作台
实验步调：
1.将纸筒放入针孔拍照机,在外衣上半透膜
2.将光源放置在光具座左端“0”刻度线处
3.加厚度使光源中间,针孔,半透膜中间处于统一向线上,便于不雅察成像
4.将针孔拍照机放置与16cm处,不雅察成像,量出像的长度
5.将纸筒向外拉出1cm,不雅察成像,量出像的长度,今后每拉出1cm,记载1次,共做5次
注：
若像不克不及完整显示,则先量两亮点之间的距离,同比例放大
进行实验
得到以下数据:
实验次数
半透膜和小孔的距离/cm
像的大小/cm
第一次
第二次
第三次
第四次
第五次
表2
不雅察表2可知半透膜和小孔的距离逐渐变长,像逐渐变大,和猜测一致
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）
实验误差：
测量误差
进一步探讨
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L3,半透膜与针孔的距离为L4,则L1,L2,L3,L4之间消失着什么关系呢？
思虑与猜测
取一组数据,实验1中第一次实验,此时L1=3cm,L2=,L3=,L4=10cm
此时经测验测验可发明
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
则作出猜测
D
O
B
A
针孔
光源（长度为L1）
半透膜上的像（长度为L2）
相机与物体的距离（长度为L3）
半透膜与针孔的距离（长度为L4）
C
论证：
图1
如图1,AB∥CD,则∠BAO=∠CDO,∠ABO=∠DCO
又∠AOB=∠DOC
则△AOB∽△DOC
则
则
则结论（4）得证：
L1,L4不变,L2×L3=L1×L4,L3与L2成反比,则L3越大,L2越小
结论（5）得证：
L1,L3不变,
L2与L4成正比,则L4越大,L2越大
又可发明,若L1,L3+L4=k不变.则
则L3越大,L2越小可得结论:
当光源与光源半透膜距离一准时,相机与物体的距离越大,像越小.（6）
如斯只要知道L1,L2,L3,L4中随便率性3个数的值,就能得出第4个数的值
总结
经由以上探讨实验与论证,对于针孔拍照机的小孔成像道理已有了一个充分的熟悉.
以下两个身分会对像的清楚度造成影响：
1.情形中的光线,光线越强,清楚度越差,反之亦然.解决办法：
加遮光器
2.与孔径的大小有关,孔径越小,越清楚
以下三个身分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一准时,相机与物体的距离越大,像越小
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