工作总结

探究小孔成像实验报告

时间:2021-04-14 13:14:39  作者:  阅读:

20XX 报 告 汇 编 Compilation of reports

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探究小孔成像实验报告 提出问题 用易拉罐自制一个针孔照相机,在观察过程中,发现在室外观察景物时成像总不太清晰,有什么办法可增加清晰度呢。照相机半透膜上的图像会发生大小改变,这大小改变受什么因素影响,又有什么规律呢?

一:探究像的清晰度实验 思考与假设 根据生活经验,猜想不清晰可能是由于以下两种情况:

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实验验证

实验 1 像的清晰程度和周围光的强度有关 设计实验:

器材:针孔照相机,光源(F 型发光二极管),黑色卡纸(遮光器)

实验步骤:

1.为“针孔照相机”用黑色卡纸做了一个圆柱形的“遮光器”,套在针孔照相机成像的一端,以降低半透膜周围光的强度。

2.在外界光线强,有遮光器时观察像的清晰程度 3.在外界光线强,无遮光器时观察像的清晰程度 4.在外界光线弱,有遮光器时观察像的清晰程度 5.在外界光线弱,无遮光器时观察像的清晰程度

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

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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 强 无 不清晰 实验三 弱 有 较清晰 实验四 弱 无 较清晰

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 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

实验步骤:

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。

进行实验 1、如图所 示,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<1mm

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2、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:

光源 光具座 遮光器用于提高成像质量,减少误差,让本实验结果更明显。

小孔与光源的距离恒定为 35cm

报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 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 1 比较清晰 比较暗 比较小 3 号瓶 2 清晰 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

得出结论: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:

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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,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 思考与假设

报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 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 设计实验:

器材: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

实验步骤:

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 3.5 8.5 第二次 13.5 3.2 第三次 23.5 1.3 第四次 33.5 0.7 第五次 43.5 0.6 第六次 53.5 0.5 第七次 63.5 0.3 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

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 探究像大小与半透膜针孔距离之间的关系 设计实验:

器材:针孔照相机,比针孔照相机口径略小的纸筒,光源(F 型发光二极管,长度为 3cm),光具座,刻度尺,水平工作台

报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 实验步骤:

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 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 半透膜和小孔的距离/cm 像的大小/cm 第一次 28.00 5.2 第二次 29.00 5.6 第三次 30.00 5.8 第四次 31.00 5.8 第五次 32.00 5.9 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

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 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 1 3cm 3.5cm 32 8.5cm 10cm 4L LL L  

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 1 3cm 16cm 32 5.3cm 28cm 4L LL L  

则作出猜想 1 32 4L LL L

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论证:

如图 1,AB∥CD,则∠BAO=∠CDO, ∠ABO=∠DCO

又∠AOB=∠DOC

则△AOB∽△DOC

则AB AO BODC DO CO 

则1 32 4L LL L

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,1 23 4L LL L ,

L2 与 L4 成正比,则 L4 越大,L2越大

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 图 1

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又可发现,若 L1,L3+L4=k 不变、则1 32 3L LL k L, 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

报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 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

探究小孔成像

活动目的:

1、知道小孔成像与光的直线传播有关。

2、培养学生动手实验操作的能力、培养学生观察分析问题的能力。

3、培养学生尊重事实、尊重科学的精神,激发学生探究科学的兴趣。

活动地点:物理实验室 活动准备:

1、分组:三人一组,分工明确。

2、器材准备:不透明的纸板30块,蜡烛10支、光屏10块、火柴5盒,小刀10把。 活动过程:

1、每 小组按自己的想法制作不同形状的小孔。

2、分别用不同形状的小孔做实验。

3、边做实验边观察,同时做好记录。

4、完成实验,分析实验现象。(小组无法解决是向别组同学或老师请教)

5、反馈实验结论.

6、搜集整理资料。

活动小结:

值得反复捧读。

真佩服这么优秀的见解。


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