探究小孔成像實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、/*探究小孔成像實(shí)驗(yàn)報(bào)告提出問題用易拉罐自制一個(gè)針孔照相機(jī)，在觀察過程中，發(fā)現(xiàn)在室外觀察景物時(shí)成像 總不太清晰，有什么辦法可增加清晰度呢。照相機(jī)半透膜上的圖像會發(fā)生大小改 變，這大小改變受什么因素影響，又有什么規(guī)律呢？ 一：探究像的清晰度實(shí)驗(yàn) 思考與假設(shè)根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)，猜想不清晰可能是由于以下兩種情況：1.環(huán)境中光線太亮，以致于看不清半透膜上的像。2.孔徑太小，光線進(jìn)入量過少，導(dǎo)致半透膜上的像不清晰 下面就針對這兩個(gè)假設(shè)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)1像的清晰程度和周圍光的強(qiáng)度有關(guān)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：器材：針孔照相機(jī)，光源（F型發(fā)光二極管），黑色卡紙（遮光器） 實(shí)驗(yàn)步驟：1.為“針孔照相機(jī)”用黑色卡紙做了一個(gè)圓柱形的“

2、遮光器” 成像的一端，以降低半透膜周圍光的強(qiáng)度。2.在外界光線強(qiáng)，有遮光器時(shí)觀察像的清晰程度3.在外界光線強(qiáng)，無遮光器時(shí)觀察像的清晰程度4.在外界光線弱，有遮光器時(shí)觀察像的清晰程度5.在外界光線弱，無遮光器時(shí)觀察像的清晰程度，套在針孔照相機(jī)不帶遮光器的針孔照相機(jī)成像帶遮光器的針孔照相機(jī)成像/*進(jìn)行實(shí)驗(yàn)： 得到以下數(shù)據(jù):外界光線強(qiáng)弱有無遮光器成像效果（是否清 晰）試驗(yàn)一強(qiáng)有清晰實(shí)驗(yàn)二強(qiáng)無不清晰遮光器/*實(shí)驗(yàn)三弱有較清晰實(shí)驗(yàn)四弱無較清晰得出結(jié)論：通過實(shí)驗(yàn)可以得出，成像的清晰程度與周圍光線強(qiáng)度有關(guān)，周圍環(huán) 境越亮，成像越不清晰；周圍環(huán)境越暗，成像越清晰。（1）實(shí)驗(yàn)2設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)器材：5個(gè)有不同口徑小孔的

3、小孔成像儀器，光具座，遮光器，光源實(shí)驗(yàn)步驟：1、制作出5個(gè)有不同口徑小孔的小孔成像儀器：分別裁剪5個(gè)相同尺寸的易拉 罐，剪掉瓶口，并分別在瓶底鉆出5個(gè)大小不同的小孔。2、在光具座上固定一個(gè)可發(fā)出平行光線的光源，保持光源與小孔之間的距離，用5個(gè)小孔成像儀器分別觀測像的大小，并進(jìn)行比較。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)1、如圖所示，我們制作了5個(gè)孔徑大小不一的小孔成像儀器:/*2、然后布置了光具座和光源:小孔與光源的距離恒定為 35cm小孔直徑小于1mm時(shí):小孔直徑等于1mm時(shí):小孔直徑等于2mm時(shí):小孔直徑等于5mm時(shí):光源光具座遮光器用于提高成像質(zhì)量，減少誤差，讓本實(shí)驗(yàn)結(jié)果更明顯。/*小孔直徑等于7mm時(shí):整理為下表

4、孔徑大小/cm成像清晰度亮度像的大小1 號瓶1很清晰很暗1很小2 號瓶1比較清晰比較暗比較小3 號瓶2清晰明亮正常大小4 號瓶3模糊比較亮比較大5 號瓶5很模糊很亮很大得出結(jié)論：在光源與小孔距離一定時(shí)，小孔越大，成的像越不清晰。（2）分析和論證：小孔成像的原理是這樣的:/*假設(shè)當(dāng)小孔足夠小時(shí)，成一個(gè)這樣的像:二探究影響像大小因素實(shí)驗(yàn) 思考與假設(shè)猜想影響像大小有這幾個(gè)因素:1.孔徑的大小，孔徑越大，像越大2.相機(jī)與物體的距離，距離越長，像越小一個(gè)較大的小孔就相當(dāng)于數(shù)個(gè)較小的小孔的組合,合，自然會不清楚：形成的像就是幾個(gè)小的像的重同理，小孔越大，就相當(dāng)于越多的像重合，成的像也就越模糊:/*3.半透

5、膜與針孔的距離，距離越長，像越大 下面就針對這三個(gè)假設(shè)因素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)1探究像大小與孔徑的大小的關(guān)系由表1易得出結(jié)論：孔徑越大，成像越大。（3）實(shí)驗(yàn)2探究像大小與機(jī)物距離之間的關(guān)系設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：器材：針孔照相機(jī)（針孔與半透膜距離為10cm）,光源（F型發(fā)光二極管，長度為3cm）,光具座，刻度尺，水平工作臺實(shí)驗(yàn)步驟：1.將光源放置在光具座左端“0”刻度線處2.加厚度使光源中心，針孔，半透膜中心處于同一直線上，便于觀察成像3.將針孔照相機(jī)放在3.5cm處，觀察成像，量出像的長度4.以后每隔10cm測量一次，并記錄，做7次注：若像不能完全顯示，貝U先量兩亮點(diǎn)之間的距離，同比例放大進(jìn)行試驗(yàn)得到以下數(shù)據(jù)

6、:實(shí)驗(yàn)次數(shù)距離物體遠(yuǎn)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觀察表1可知相機(jī)與物體的距離逐漸變長，像逐漸變小，和猜想一致得出結(jié)論：像的大小與相機(jī)與物體的距離有關(guān)，當(dāng)光源與針孔半透膜之間距離不變時(shí)，相機(jī)與物體的距離越長，像越小，反之亦然。（4）實(shí)驗(yàn)誤差：測量誤差實(shí)驗(yàn)3探究像大小與半透膜針孔距離之間的關(guān)系設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：器材：針孔照相機(jī)，比針孔照相機(jī)口徑略小的紙筒，光源（F型發(fā)光二極管，長度為3cm），光具座，刻度尺，水平工作臺 實(shí)驗(yàn)步驟:1將紙筒放入針孔照相機(jī)，在外套上半透膜2.

7、將光源放置在光具座左端“0”刻度線處/*3.加厚度使光源中心，針孔，半透膜中心處于同一直線上，便于觀察成像4.將針孔照相機(jī)放置與16cm處，觀察成像，量出像的長度5.將紙筒向外拉出1cm，觀察成像，量出像的長度，以后每拉出1cm，記錄1次，共做5次注：若像不能完全顯示，貝U先量兩亮點(diǎn)之間的距離，同比例放大 進(jìn)行試驗(yàn)得到以下數(shù)據(jù)：實(shí)驗(yàn)次數(shù)半透膜和小孔的距離/cm像的大小/cm第一次28.005.2第二次29.005.6第三次30.005.8第四次31.005.8第五次32.005.9表2觀 察 表2可 知 半 透 膜 和 小 孔 的 距 離 逐 漸 變 長 ， 像 逐 漸 變 大 ， 和 猜 想

8、 一 致得出結(jié)論：像的大小與半透膜和小孔的距離有關(guān)，當(dāng)光源與相機(jī)物體之間距離 不變時(shí)，半透膜和小孔的距離越長，像越大，反之亦然。（5）實(shí)驗(yàn)誤差：測量誤差 進(jìn)一步探究提出問題設(shè)光源長度為L1，像長度為L2,相機(jī)與物體的距離為L3，半透膜與針孔的距離 為L4，則L1，L2，L3,L4之間存在著什么關(guān)系呢？思考與猜想取一組數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)1中第一次實(shí)驗(yàn)，此時(shí)L仁3cm,L2=8.5cm , L3=3.5cm , L4=10cm此時(shí)經(jīng)嘗試可發(fā)現(xiàn)L13 cm3.5cmL3L2 8.5cm 10cmL4再隨意的帶入幾組其它數(shù)據(jù)也可得到同樣的結(jié)論，如：當(dāng)L仁3cm，L2=5.2cm，L3=16cm，L4=28cm

9、時(shí)L1 3cm 16cm L3L2 5.3cm 28cm L4則作出猜想L1 L3L2 L4/*如圖1,AB/ CD則/BAOMCDO,/ABOhDCO又/AOBMDOC則厶AOBDOC則AB AO BO、DC DO CO則口L3L2 L4則結(jié)論（4）得證：L1,L4不變，L2XL3=L1XL4,L3與L2成反比，貝UL3越大,L2越小L1 L2論證：一半透膜上的像（長度為L2）/*結(jié)論（5）得證：L1，L3不變，L2與L4成正比，貝U L4越大，L2L3 L4越大/*又可發(fā)現(xiàn)，若L1，L3+L4=k不變、則總，則L3越大L2越小可得結(jié)論:當(dāng)光源與光源半透膜距離一定時(shí)，相機(jī)與物體的距離越大，像越小。（6）如此只要知道L1,L2,L3,L4中任意3個(gè)數(shù)的值，就能得出第4個(gè)數(shù)的值 總結(jié)經(jīng)過以上探究實(shí)驗(yàn)與論證，對于針孔照相機(jī)的小孔成像原理已有了一個(gè)充 分的認(rèn)識。以下兩個(gè)因素會對像的清晰度造成影響：1.環(huán)境中的光線，光線越強(qiáng)，清晰度越差，反之亦然。解決