1、带遮光器的针孔照相机成像进行实验:得到以下数据:外界光线强弱有无遮光器成像效果(是否清晰)试验一强有清晰实验二无不清晰实验三弱较清晰实验四得出结论:通过实验可以得出,成像的清晰程度与周围光线强度有关,周围环境越亮,成像越不清晰;周围环境越暗,成像越清晰。(1)实验2设计实验5个有不同口径小孔的小孔成像仪器,光具座,遮光器,光源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。进行实验1、如图所示,我们制作了5
2、个孔径大小不一的小孔成像仪器:d=7mmd=5mmd=2mmd=1mmd1mm2、然后布置了光具座和光源: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号瓶比较清晰比较暗比较小3号瓶2明亮正常大小4号瓶3模糊比较亮比较大5号瓶5很模糊很亮很大在光源与小孔距离一定时,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: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,形成的像就是几个小的像的重合,自然会不清楚:同理
3、,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实验猜想影响像大小有这几个因素: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实验验证实验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)实验2 探究像大小与机物距离之间的关系针孔照相机(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,水平工作台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,半透膜中心处于同一直线上,便于观察成像3.将针孔照相机放
4、在3.5cm处,观察成像,量出像的长度4.以后每隔10cm测量一次,并记录,做7次注:若像不能完全显示,则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:实验次数距离物体远近/cm像的大小/cm第一次3.58.5第二次13.53.2第三次23.51.3第四次33.50.7第五次43.50.6第六次53.50.5第七次63.50.3表1观察表1可知相机与物体的距离逐渐变长,像逐渐变小,和猜想一致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探究像大小与半透膜针孔距离之间的关系针孔照相机,比针孔照相机口
5、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,水平工作台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,半透膜中心处于同一直线上,便于观察成像4.将针孔照相机放置与16cm处,观察成像,量出像的长度5.将纸筒向外拉出1cm,观察成像,量出像的长度,以后每拉出1cm,记录1次,共做5次半透膜和小孔的距离/cm28.005.229.005.630.005.831.0032.005.9表2观察表2可知半透膜和小孔的距离逐渐变长,像逐渐变大,和猜想一致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
6、膜和小孔的距离越长,像越大,反之亦然。(5)进一步探究设光源长度为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之间存在着什么关系呢?思考与猜想取一组数据,实验1中第一次实验,此时L1=3cm,L2=8.5cm,L3=3.5cm,L4=10cm 此时经尝试可发现再随意的带入几组其它数据也可得到同样的结论,如:当L1=3cm,L2=5.2cm,L3=16cm,L4=28cm时则作出猜想 D OBA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图1论证:如图1,ABCD,则BAO=CD
7、O, ABO=DCO 又AOB=DOC 则AOBDOC 则则结论(4)得证:L1,L4不变,L2L3=L1L4,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越大又可发现,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定时,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实验与论证,对于针孔照相机的小孔成像原理已有了一个充分的认识。以下两个因素会对像的清晰度造成影响: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一定时,相机与物体的距离越大,像越小如有侵权请联系告知删除,感谢你们的配合!
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