再探小孔成像实验
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实验二探究:小孔成像[教材第4节]实验梳理提出问题:小孔成像中所成像的形状受哪些因素影响?1、小孔成像中所成像的形状与▲有关;2、小孔成像中所成像的形状与▲有关。
设计方案:1、取几张硬纸片,用小刀在纸片上刻出各种不同形状(三角形、正方形、菱形、梯形等)的小孔,小孔大小约为1cm,把刻有小孔的纸片放在阳光下,是为了探究阳光通过小孔所成的像的形状是否与▲有关。
2、再取一张硬纸片,用小刀在纸片上刻出正方形的大孔,大孔大小约为5cm,把刻有大孔的纸片放在阳光下,观察阳光通过大孔后在地面上形成的光斑形状。
另取一张硬纸片把正方形的大孔遮去一部分,观察阳光通过变小的孔在地面上形成的光斑形状。
移动纸片减小孔的大小,直到阳光通过孔在地面上形成圆形的光斑为止。
这样的实验操作是为了探究▲对小孔成像的影响。
实验结果与结论:1、小孔大小约1cm,阳光通过不同形状的小孔后在地面上都形成圆形的光斑,说明阳光通过小孔所成的像的形状与小孔的形状▲。
2、大孔大小约5cm,通过硬纸片逐步遮去一部分来减小孔的大小过程中,阳光通过孔在地面上形成的光斑先与孔的形状相同,直到孔足够小时,才会出现圆形的光斑。
说明小孔成像的形成条件是孔的大小要足够小。
【答案】建立假设:1.小孔的形状;2.小孔的大小;设计方案:1.小孔的形状;2.小孔的大小;实验结果与结论:1.无关【解析】【分析】【详解】建立假设:1、小孔成像中所成像的形状与小孔的形状有关;2、小孔成像中所成像的形状与小孔的大小有关。
实验结果与结论:当纸片上的小孔大小为1厘米时,在地面上形成一个个圆形的光斑。
光斑是太阳通过小孔成的像,像的形状与孔的形状无关。
实验小贴士1、阳光通过小孔后在地面上形成的圆形光斑,是太阳的像,因此,为了保证实验结果的可靠性,小孔不能用圆形的。
树荫下的光斑是太阳的像,但很少见到圆形的,原因是树的缝隙层层叠叠,导致地面上太阳的像往往是多个重叠的,因此,很难看见完整的圆形光斑。
小孔成像实验报告
一、实验目的
本实验旨在通过小孔成像实验,了解小孔成像的基本原理,探究光通过小孔后的成像规律,进一步加深对光学成像的认识。
二、实验器材和方法
2.1 实验器材
•光源
•凹透镜
•小孔
•白纸
2.2 实验方法
1.将光源设在一定距离处。
2.用凹透镜对光线进行聚焦后,照射在小孔上。
3.将白纸放置在小孔后,观察小孔成像情况。
三、实验结果与分析
经过实验观察可得,小孔成像是指当光线穿过小孔后,在另一侧形成倒立的实像。
通过实验可以发现:
1.小孔与白纸之间的距离会影响成像的清晰度,距离较远时成像模糊,
距离适宜时成像清晰。
2.光源的亮度也会影响成像效果,光线越亮,成像越清晰。
3.小孔的大小会影响成像的亮度和清晰度,小孔越小,成像越明亮但清
晰度相对较低。
四、实验总结
通过本次小孔成像实验,我们深入了解了小孔成像的基本规律,并对光学成像有了更直观的认识。
在实验中,我们发现了小孔成像的特点,同时也意识到了实验中影响成像效果的因素,这对我们更好地掌握光学成像的知识具有一定的帮助。
五、参考资料
•张永灿. (2012). 《实用光学》. 高等教育出版社.
以上为小孔成像实验报告内容,供参考。
小孔成像探究方法与过程:
1.用黑色白板笔将纸杯内壁涂黑,用牙签在杯底的中心穿一个小
孔。
2.把烹调纸平整地蒙在纸杯上,并用橡皮筋套住、固定好。
3.在暗光条件下点燃蜡烛,烛焰发出的光将通过纸杯底部的小孔
映射到烹调纸上,形成影像。
轻轻移动纸杯的位置,观察烹调纸上烛焰影像的变化。
实验结论:
1.烹调纸上的烛焰影像是倒立的。
2.烛焰离小孔越近,得到的影像越大。
科学原理:
1.光是沿直线传播的。
2.烛焰距离小孔越近,则烛焰顶部和根部发出的光在小孔处形成
的夹角越大,相应地,在烹调纸上的影像也越大。
一、实验目的1. 理解光的直线传播原理。
2. 探究小孔成像的规律,包括成像的性质、大小、正倒立等。
3. 通过实验验证小孔成像现象,加深对光学知识的理解。
二、实验原理小孔成像实验是基于光的直线传播原理。
当光线通过一个小孔时,由于光的直线传播,光线会形成倒立的实像。
成像的大小和正倒立取决于物体与小孔的距离以及光屏与小孔的距离。
三、实验器材1. 蜡烛2. 硬纸片3. 小针4. 火柴5. 蓝色大纸片6. 夹具7. 水平工作台四、实验步骤1. 清理实验工作台,确保桌面平整。
2. 用火柴点燃蜡烛,并将其放在水平工作台上。
3. 用小针在硬纸片中心扎一个小孔,孔的直径约为1毫米。
4. 用夹具将硬纸片固定在水平工作台上,确保纸片垂直于桌面。
5. 将蓝色大纸片放在硬纸片后面,保持一定的距离。
6. 观察蓝色大纸片上形成的蜡烛火焰的像,调整蜡烛和硬纸片的位置,使像清晰可见。
7. 保持蜡烛和硬纸片的位置不变,移动蓝色大纸片,观察像的大小和清晰度变化。
8. 重复以上步骤,改变小孔的直径,观察成像效果的变化。
五、实验结果与分析1. 当小孔直径较小时,成像清晰度较高,但像的大小较小。
2. 当小孔直径增大时,成像清晰度降低,但像的大小增大。
3. 当小孔直径过大时,成像变得模糊不清。
4. 成像是倒立的实像,且像的大小与物体与小孔的距离以及光屏与小孔的距离有关。
六、实验结论1. 光在均匀介质中沿直线传播。
2. 小孔成像的原理是光的直线传播。
3. 小孔成像的像是倒立的实像,其大小与物体与小孔的距离以及光屏与小孔的距离有关。
4. 小孔成像的清晰度受小孔直径和物体与小孔的距离影响。
七、实验反思1. 在实验过程中,发现小孔的直径对成像效果有较大影响。
小孔直径越小,成像越清晰,但像的大小越小;小孔直径越大,成像越模糊,但像的大小越大。
2. 实验过程中,需要调整蜡烛和硬纸片的位置,使像清晰可见。
这需要一定的耐心和细心。
3. 通过本次实验,加深了对光的直线传播原理和小孔成像规律的理解。
小孔成像实验报告s实验目的本实验的目的是通过观察小孔成像的实验现象,加深对光的传播和成像原理的理解,探讨小孔成像的原理和特点。
实验器材1. 半透明挡板2. 透明玻璃板3. 线尺4. 白纸5. 小孔6. 白色光源(如日光灯)实验原理小孔成像原理是光线传播的基本原理之一。
当光线经过可见光介质传播时,会发生折射和反射。
光线通过小孔传播时,光线会在小孔周围聚焦,并在背面形成一个倒立的实像。
实验步骤1. 将半透明挡板放置于光源和实验装置之间,用于调节光的亮度和方向。
2. 将透明玻璃板放置于小孔后方,作为实验装置的底板。
3. 在玻璃板上方放置一张白纸,用于接收光线成像。
4. 将小孔放置于玻璃板上方,并调整其位置,使小孔成像聚焦在白纸上。
5. 打开光源,调节光的亮度和方向,观察小孔成像的现象。
实验结果在实验过程中,我们观察到小孔成像的现象。
当调节小孔位置和光源方向时,我们可以观察到玻璃板上形成的倒立实像。
实像的大小和清晰度会受到小孔尺寸和光源亮度的影响。
实验结论通过本次实验,我们深入理解了小孔成像的原理和特点。
小孔成像是光线传播的基本原理之一,光线经过小孔后会形成倒立的实像。
实像的大小和清晰度取决于小孔尺寸和光源亮度等因素。
小孔成像的实验现象直观地展示了光的传播和成像原理。
实验意义小孔成像实验是光学中基础的实验之一,对于理解光的传播和成像原理非常重要。
通过观察小孔成像的现象,可以帮助学生深入理解光的行为,为后续光学实验打下坚实的基础。
此外,小孔成像实验也具有一定的实际应用价值,比如在摄影中可以运用到成像原理,帮助拍摄出更清晰和艺术的照片。
实验改进为了进一步探究小孔成像的特点,可以尝试调节小孔的尺寸和形状,观察对成像的影响。
同时,可以加入透镜或凸面镜等光学元件,观察其对小孔成像的影响。
这样可以使实验更加丰富和有趣。
总结小孔成像实验是一种简单而重要的光学实验,通过实验我们深入理解了光的传播和成像原理。
掌握了小孔成像的原理和特点,对于进一步学习光学和应用光学知识有着重要意义。
小孔成像实验报告结论实验目的本次实验旨在通过使用小孔成像装置,观察和分析光线经过小孔后的衍射现象,以及了解小孔大小、光源波长和观察距离对成像的影响,进而探究小孔成像的原理和规律。
实验过程实验采用了一台光源、一个光屏、一个可调节大小的小孔以及一套尺度较小的测量仪器。
在实验中,我们先固定光源和光屏的位置,只调节小孔的大小,观察光屏上形成的图像。
然后保持小孔大小恒定,更换不同波长的光源,继续观察光屏的图像。
最后保持波长和小孔大小恒定,改变观察距离,重复观察图像的现象。
实验结果小孔大小对成像的影响通过实验观察,我们发现小孔的大小对成像有较大影响。
当小孔较小时,光线经过小孔后呈现明显的衍射效果,光屏上形成的图像虽然清晰,但显得模糊不清。
而当小孔较大时,衍射效应减弱,图像的清晰度显著提高。
光源波长对成像的影响我们在实验中使用了两种不同波长的光源进行观察。
经过实验发现,当波长较长时,光线的衍射效应更加明显,形成的图像更模糊。
而当波长较短时,衍射效应减弱,图像的清晰度提高。
观察距离对成像的影响我们在实验中还发现,改变观察距离对成像有一定的影响。
当观察距离较近时,图像的清晰度较高,可以看到更多细节。
而当观察距离较远时,图像的清晰度减弱,细节不易观察。
结论通过本次实验我们可以得出以下结论:1. 小孔的大小对成像有重要影响。
较小的小孔会导致明显的衍射效应,影响图像的清晰度。
2. 光源的波长也会对成像产生影响。
较长的波长会产生更强的衍射效应,造成图像模糊不清。
3. 观察距离对成像有一定影响。
较近的观察距离会提高图像的清晰度,而较远的观察距离会使图像变得模糊。
小孔成像实验揭示了光传播的一个重要现象——衍射现象。
通过观察与分析,我们对小孔成像的原理和规律有了更深入的理解。
这对于日常生活中的光学应用和工程设计具有重要意义,也为光学领域的研究奠定了基础。
参考文献。
小孔成像实验报告引言在本次实验中,我们将探索和研究小孔成像的原理和特性。
小孔成像是光学领域的重要概念,也是我们日常生活中常见的现象之一。
通过深入了解小孔成像的原理,我们可以更好地理解光学传播和成像的机制。
实验设计实验过程中,我们准备了一个具有一定厚度和直径的半透明薄片,并设置了一个用于穿透光源的小孔。
同时,我们使用放大镜来观察光经过小孔后的成像效果,并记录观察结果。
实验步骤与观察结果1. 光源位置固定,小孔距离薄片的距离逐渐增加:我们观察到光线通过小孔以点的形式穿过薄片,并在远离小孔的位置上形成清晰的成像。
然而,随着小孔距离的增加,成像逐渐模糊不清,光点变得更大。
2. 光源位置固定,小孔直径逐渐减小:我们观察到光线通过不同直径的小孔后,形成的成像效果出现了变化。
较大直径的小孔形成的成像较为清晰,而较小直径的小孔则导致成像模糊,光斑变得更大。
3. 光源位置固定,薄片厚度逐渐增加:通过增加薄片的厚度,我们观察到成像的效果发生了明显变化。
当薄片较薄时,成像较为清晰,但随着薄片厚度的增加,成像逐渐模糊不清。
原理解析小孔成像的原理可由几何光学的射线追迹理论解释。
当光线通过小孔穿过后,会发生衍射现象,光线会弯曲并形成交叉干涉。
此时,光线的传播路径形成锥形,最终形成一个倒立的图像。
同时,衍射现象会导致光斑的扩散,进而影响成像的清晰度。
在实验过程中,当小孔距离薄片过远时,光线的锥形角度会增大,导致成像变得模糊。
这是因为远离小孔的位置上光线的传播路径更为分散,交叉干涉的程度更小。
同时,当小孔的直径减小时,光线的传播路径发生变化,导致成像变得模糊不清。
缩小小孔直径后,交叉干涉的程度减小,成像的清晰度下降。
此外,在实验中我们还观察到了薄片厚度对成像的影响。
当薄片较薄时,光线较少发生衍射现象,成像更加清晰。
而增加薄片的厚度则会导致光线发生更多的衍射,从而降低成像的清晰度。
结论通过本次实验,我们深入了解了小孔成像的原理和特性。
研究小孔成像实验报告单
探究小孔成像实验报告
小孔成像实验背景:
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
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
小孔成像实验步骤:
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
小孔成像实验结论:
1、小孔成像的规律有:当时星缩小倒立的像,当时星等大倒立的像
2、太阳光树阴下的光斑可以分为两类: 一类不是像,成椭圆形,形成条件是光的直线传播。
另一类是太阳通过小孔成的实像,形成条件是树叶缝隙足够小,由小孔成像的原理形成。
3、树荫下的光斑有些是像,有些不是像。
通过小孔形成的圆形光
斑是像,通过大孔形成的非圆光斑不是像;这些光斑都不是树叶的影子。
4、不管光斑是不是像,都是由于光直线传播形成的。
5、小孔形成的光斑(像),其形状与物体(太阳)的形状相似、与小孔形状无关;而大孔形成的光斑,其形状与物体(太阳)的形状无关、与大孔形状有关。
小孔成像实验活动记录
一、实验目的:
I、通过本实验理解光的直线传播原理;
2、探究小孔成像的规律
3、通过观测使同学们了解成像原理
二、实验材料:
蜡烛、打火机、带小孔的塑料薄片、黑色塑料片
三、实验过程及结果记录:
1、按照活动所示制作三个小孔直径分别为1mm、2mm、3mm的小孔成像仪
2、点燃一根蜡烛并固定,在距蜡烛5cm处上下调整小孔成像仪与蜡烛火焰间位置直到
看到清楚的像为止。
当时可以看到清楚的像。
3、找到合适位置后将三个不同直径的小孔成像仪固定在该处,观测半透明薄纸中的像, 观测
并记录像的清楚限度、亮度和像的大小。
4、探究小孔成像规律:选择其中成像最清楚的一个小孔成像仪,在距蜡烛5cm处固定小孔成
像仪,前后移动纸筒位置,改变光屏和小孔成像仪间的距离,观测像的大小有如何的变化?像是正立的还是倒立的?
1、通过实验,我认为要制作一个成像清楚的小孔成像仪有以下几个注意事项:
2、小孔成像的规律有:当时呈放大倒立的像,当时呈缩小倒立的像,当时呈等大倒立的像。
五、实验反思实验结束后我尚有以下问题:。
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进行实验:得到以下数据: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=7mmd=5mmd=2mmd=1mmd<1mm小孔与光源的距离恒定为35cm 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: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。
一、实验目的1. 通过本实验,理解光的直线传播原理;2. 探究小孔成像的规律,包括像的倒立、放大或缩小等;3. 学习如何使用实验器材,掌握实验操作方法。
二、实验原理小孔成像是一种基于光的直线传播原理的成像现象。
当光线通过一个小孔时,由于光的直线传播,光线会从物体表面反射或透过,并在小孔的另一侧形成倒立的实像。
小孔成像的规律如下:1. 像是倒立的;2. 像的大小与物体到小孔的距离和光屏到小孔的距离有关;3. 当物体到小孔的距离一定时,光屏离小孔的距离越远,成像越大;4. 当光屏到小孔的距离一定时,物体到小孔的距离越近,成像越大。
三、实验器材1. 硬纸片;2. 蜡烛;3. 打火机;4. 薯片罐(或废旧圆柱形小筒);5. 硬纸卡;6. 半透明薄纸;7. 尺子;8. 夹具;9. 小针;10. 蓝色大纸片。
四、实验步骤1. 制作小孔成像仪:在硬纸片中心扎一个小孔,孔的直径约为1mm;2. 点燃蜡烛,并将其固定在薯片罐内;3. 将硬纸片竖直放置,并将薯片罐放在硬纸片上方,使小孔与蜡烛火焰保持在同一水平线上;4. 在薯片罐后放置蓝色大纸片,调整其位置,观察在纸片上形成的蜡烛火焰的像;5. 保持蜡烛和硬纸片不移动,调整蓝色大纸片的位置,观察像的大小和亮度变化;6. 重复步骤4和5,使用不同直径的小孔进行实验,比较成像效果;7. 记录实验数据,分析实验结果。
五、实验结果与分析1. 成像规律:实验结果显示,小孔成像的像是倒立的,且像的大小与物体到小孔的距离和光屏到小孔的距离有关。
当物体到小孔的距离一定时,光屏离小孔的距离越远,成像越大;当光屏到小孔的距离一定时,物体到小孔的距离越近,成像越大。
2. 像的亮度:实验中发现,当光屏离小孔的距离较远时,成像亮度较低;当光屏离小孔的距离较近时,成像亮度较高。
这是因为光屏离小孔越远,光线在传播过程中越分散,导致成像亮度降低。
3. 小孔直径的影响:实验结果显示,不同直径的小孔成像效果存在差异。
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=7mmd=5mmd=2mmd=1mmd<1mm2、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: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: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: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13cm 3.5cm 328.5cm 10cm 4L L L L =≈=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13cm 16cm 32 5.3cm 28cm 4L L L L =≈=则作出猜测1324L L L L =如图1,AB ∥CD,则∠BAO=∠CDO, ∠ABO=∠DCO 又∠AOB=∠DOC 则△AOB ∽△DOC则AB AO BODC DO CO == 则1324L L L L =半透膜上的像(长度为L2)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,1234L LL L=, 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1323L 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。
一、实验目的1. 理解光的直线传播原理。
2. 探究小孔成像的规律及其影响因素。
3. 通过实验验证小孔成像现象,加深对光学知识的理解。
二、实验原理小孔成像是一种基于光的直线传播原理的现象。
当光线通过一个小孔时,只有部分光线能够通过,并在小孔后的屏幕上形成物体的像。
由于光线是直线传播的,因此形成的像是倒立的实像。
三、实验器材1. 蜡烛2. 硬纸片3. 小针4. 火柴5. 蓝色大纸片6. 夹具7. 直尺8. 记录本四、实验步骤1. 制作小孔:将硬纸片固定在桌面上,用小针在纸片中心扎一个小孔,孔的直径约为1mm。
2. 设置实验装置:将蜡烛点燃,放在水平工作台上。
用夹具将硬纸片竖直放置在蜡烛前方,确保小孔与蜡烛火焰保持在同一水平线上。
3. 观察成像:将蓝色大纸片放在硬纸片后面,调整其位置,直到在蓝色大纸片上观察到蜡烛火焰的像。
4. 记录像的大小和性质:观察并记录所成像的大小、形状和性质(如正立、倒立、实像或虚像)。
5. 改变物距和屏距:保持小孔位置不变,分别改变蜡烛与硬纸片的距离(物距)以及硬纸片与蓝色大纸片的距离(屏距),观察成像的变化。
6. 分析实验结果:根据实验现象,分析物距、屏距和孔径对成像大小和性质的影响。
五、实验结果与分析1. 实验现象:当蜡烛与硬纸片的距离较近时,成像较大;当蜡烛与硬纸片的距离较远时,成像较小。
同时,成像为倒立的实像。
2. 实验分析:(1)物距与成像大小:当物距减小时,成像变大;当物距增大时,成像变小。
这是因为光线通过小孔后,在屏幕上形成的像与物体的大小成反比。
(2)屏距与成像大小:当屏距减小时,成像变大;当屏距增大时,成像变小。
这是因为成像距离与物体到小孔的距离成正比,成像距离越大,成像越大。
(3)孔径与成像清晰度:孔径越小,成像越清晰。
这是因为孔径越小,通过的光线越少,成像过程中产生的衍射现象越小,成像越清晰。
六、实验结论1. 小孔成像现象是基于光的直线传播原理的。
2. 物距、屏距和孔径对成像大小和性质有显著影响。
小孔成像实验报告实验报告:小孔成像实验实验目的:1. 通过小孔成像实验研究光的传播规律。
2. 观察小孔成像的特点,并探讨小孔成像的原理。
实验器材:1. 光源2. 狭缝3. 凸透镜4. 屏幕5. 卡尺6. 直尺7. 实验平台8. 透明尺子实验步骤:1. 将实验平台放在光源附近,并将透明尺子放在实验平台上,以测量光源的距离。
2. 将光线穿过狭缝,调整狭缝的宽度和位置,使光线通过狭缝后能够成像。
3. 在光线通过狭缝后的舞台上放置凸透镜,并调整凸透镜和屏幕的位置,使光线能够成像在屏幕上。
4. 用直尺测量狭缝、透镜和屏幕的位置和尺寸,并记录下来。
5. 观察在屏幕上形成的成像,探讨光的传播规律和小孔成像的原理。
实验结果:经过实验观察发现,通过合适的狭缝和凸透镜的组合,可在屏幕上获得清晰的成像。
成像的大小和位置可通过调整透镜和屏幕的位置来控制,而狭缝的宽度和位置则会影响成像的清晰度和亮度。
同时,通过实验测量得到了狭缝、透镜和屏幕的尺寸和距离。
实验讨论:通过小孔成像实验,我们可以了解到光线在穿过小孔后的传播规律,即光线会继续传播并在一定距离处成像。
这是因为光线的传播受到光的波动性和光线在传播过程中遇到的物体的影响。
同时,通过调整凸透镜和屏幕的位置,我们可以控制光线的成像位置和大小,进而实现对光线的聚焦和放大。
这也是小孔成像技术在显微镜、相机等设备中的应用原理。
实验结论:通过小孔成像实验,我们得到了关于光线传播规律和小孔成像原理的实验数据和结果。
实验结果表明,光线穿过狭缝后会继续传播并在一定距离处成像。
通过调整凸透镜和屏幕的位置,我们可以控制光线的成像位置和大小。
小孔成像技术在显微镜、相机等设备中有广泛的应用。
实验名称:小孔成像
日期:2022.12.10
一、实验目的
(1)观察小孔成像的现象。
(2)探究小孔成像的规律和原理。
二、实验器材
成像板、小孔板、光源(蜡烛)、刻度尺、A4纸
三、实验过程
(1)蜡烛、小孔板、成像板依次摆放好。
拉上窗帘,使室内的光线变暗。
(2)点上一支蜡烛,放在靠近小孔的地方。
把成像板放在小孔的另一面。
(3)前后移动白纸观察。
用刻度尺测量不同距离下蜡烛的像有哪些变化并记录。
(4)改变小孔的大小,再来观察蜡烛的像有哪些变化。
四、实验现象
五、实验结论
(1)在小孔成像中,物体通过小孔成一个倒立的实像。
(2)像的形状跟物体的形状相似,跟孔的形状无关。
(3)当物体到小孔的距离等于光屏到小孔的距离时,成等大的像;当物体到小孔的距离小于光屏到小孔的距离时,成放大的像:当物体到小孔的距离大于光屏到小孔的距离时,成缩小的像。
(4)光在同种均匀物质中沿直线传播。
探究小孔成像实验报告1.实验目的本实验旨在通过小孔成像实验探究光的传播规律和成像原理,并了解该实验对光学原理的验证性。
2.实验原理小孔成像是通过一个小孔将外界的光线投射到屏幕上形成倒立、减小、成像清晰的图像的现象。
这个现象与光的直线传播以及成像原理有关。
光的传播规律:光在各向同性和均匀介质中以直线传播。
当光从一个介质进入另一个介质时,会发生折射现象,即光线会改变传播方向。
成像原理:由于光的直线传播特性,当光线通过一个小孔时,从不同部分的光线在孔洞处汇聚形成的光束会经过调节,最终集中在屏幕上形成倒立、减小、清晰的图像。
3.实验步骤(1)准备实验器材:小孔板、白色屏幕、光源(如激光笔或白炽灯泡)。
(2)将小孔板放置在众多孔洞中的一个孔洞上。
(3)在光源处将光源置于较远位置,使光线通过小孔,注意调整小孔板的位置和角度,使光线可以顺利通过孔洞。
(4)在小孔板的对面放置白色屏幕,并调整屏幕与小孔之间的距离,使成像清晰。
(5)观察屏幕上的图像,记录并分析图像的特点。
4.实验结果与分析在实验中,我们观察到在小孔板的孔洞上通过光线时,在屏幕上形成了倒立的图像。
此外,我们还注意到这些倒立的图像是清晰的,且具有缩小的特点。
这符合成像原理的规律。
当光线通过小孔板上的孔洞时,各个光线在孔洞处会发生折射,并最终汇聚在屏幕上形成倒立的图像。
此外,由于小孔的特性,光线经过小孔时会发生衍射现象,使得光线扩散,从而形成缩小的图像。
5.实验误差与改进在本实验中可能存在以下误差:(1)小孔板位置和角度调整不准确,导致光线无法顺利通过孔洞。
(2)屏幕与小孔之间距离调整不当,使得图像不清晰。
为减小误差,可以采取以下改进措施:(1)仔细调整小孔板的位置和角度,确保光线能够顺利通过孔洞。
(2)通过移动屏幕和小孔板的距离,找到合适的位置,以获得清晰的图像。
6.结论通过小孔成像实验,我们验证了光的直线传播规律和成像原理。
实验结果表明,光线在通过小孔时会发生折射并集中在屏幕上形成倒立、减小、清晰的图像。
小孔成像的实验报告
《小孔成像的实验报告》
小孔成像是一种经典的光学实验,通过一个小孔将光线聚焦在屏幕上,观察到
的图像呈现出特殊的效果。
在这个实验中,我们将探索小孔成像的原理和特点,并且通过实验验证其成像效果。
首先,我们准备了一个光源、一个小孔和一个屏幕。
我们选择了一个强光源,
如激光或者白炽灯作为光源,确保光线足够亮。
然后,我们在一个黑暗的环境中,将小孔放置在光源和屏幕之间。
小孔的大小和形状可以根据实验的需要进
行选择,一般来说,小孔的直径越小,成像效果越清晰。
接下来,我们将观察到小孔成像的效果。
当光线通过小孔后,会在屏幕上形成
一个清晰的图像。
这个图像呈现出了特殊的效果,被称为“小孔成像”。
通过观
察这个图像,我们可以发现一些有趣的现象,比如图像的倒立、放大和清晰度等。
通过这个实验,我们验证了小孔成像的原理和特点。
小孔成像是一种光学现象,其原理是利用小孔对光线进行衍射,从而形成图像。
在实际应用中,小孔成像
可以用于相机、望远镜等光学设备中,也可以用于艺术创作和科学研究中。
总之,小孔成像是一种有趣的光学现象,通过这个实验,我们更加深入地了解
了小孔成像的原理和特点。
希望通过这个实验,我们能够对光学现象有更深入
的认识,并且能够在实际应用中加以利用。
研究小孔成像实验报告单实验报告单:小孔成像实验1. 实验目的:通过小孔成像实验,探究光的传播和成像原理,了解光的衍射现象,并研究小孔成像的特点和规律。
2. 实验器材:- 光源:白炽灯或激光器- 小孔:针尖或光阑- 屏幕:白纸或投影屏幕- 放大镜或显微镜- 尺子或卷尺- 实验台3. 实验原理:- 光的传播:光是一种电磁波,具有波粒二象性。
在空气中传播时,光的传播速度约为3×10^8 m/s。
- 光的衍射:当光通过一个小孔时,会发生衍射现象,即光波会弯曲和扩散,形成衍射图样。
- 小孔成像:通过一个小孔,可以将光线聚焦在屏幕上形成图像,这种现象称为小孔成像。
4. 实验步骤:1. 将光源放置在实验台上,调整光源位置和亮度,确保光线稳定。
2. 在光源后方放置一个小孔,可以使用针尖或光阑。
调整小孔的大小和形状,观察光线的衍射现象。
3. 将屏幕放置在小孔的前方,调整屏幕位置,观察小孔成像的图像。
4. 使用放大镜或显微镜观察小孔成像的细节和特点。
5. 测量小孔到屏幕的距离、小孔的直径和屏幕上图像的大小,记录数据。
5. 实验结果:- 观察到光线通过小孔后发生衍射,形成一系列明暗相间的环形衍射图样。
- 在屏幕上观察到小孔成像的图像,图像呈现出倒立、缩小和颜色反转的特点。
- 使用放大镜或显微镜观察小孔成像,可以看到图像的细节和清晰度。
6. 数据处理和分析:- 根据测量数据,计算小孔到屏幕的距离、小孔的直径和屏幕上图像的放大倍数。
- 分析小孔成像的特点和规律,探讨光的衍射现象对成像的影响。
7. 实验结论:- 光在通过小孔时会发生衍射现象,形成一系列明暗相间的环形衍射图样。
- 小孔成像的图像呈现出倒立、缩小和颜色反转的特点。
- 小孔成像的清晰度和放大倍数与小孔的直径、屏幕距离等因素有关。
8. 实验注意事项:- 实验过程中要注意光源的安全使用,避免直接照射眼睛。
- 使用针尖或光阑时要小心操作,避免刺伤手指。
- 实验结束后要及时关闭光源,保持实验台整洁。
一、实验目的1. 通过本实验验证光的直线传播原理。
2. 探究小孔成像的规律及其影响因素。
二、实验原理小孔成像实验是利用光的直线传播原理,通过一个小孔在另一侧的屏幕上形成物体的倒立实像。
当物体发出的光线通过小孔时,只有直线传播的光线能够到达屏幕上,从而形成像。
三、实验材料1. 硬纸板一块2. 针一根3. 蜡烛一支4. 火柴一盒5. 毛玻璃一块6. 桌子一张7. 铅笔一支四、实验步骤1. 在硬纸板的中心位置,用铅笔划一个小孔,孔径约为2mm。
2. 将硬纸板固定在桌子上,确保小孔朝向光源。
3. 点燃蜡烛,放置在硬纸板与小孔之间,使蜡烛火焰的中心与小孔的中心在同一水平线上。
4. 将毛玻璃放置在硬纸板与小孔之间,调整毛玻璃的位置,使毛玻璃上的像清晰可见。
5. 观察并记录毛玻璃上的像的性质(正立或倒立、放大或缩小)。
6. 改变蜡烛与小孔的距离,观察像的变化。
7. 改变小孔与毛玻璃的距离,观察像的变化。
五、实验结果与分析1. 实验结果:a. 当蜡烛与小孔的距离为10cm时,毛玻璃上的像为倒立的实像,且成像清晰。
b. 当蜡烛与小孔的距离减小到5cm时,像的亮度变暗,但成像依然清晰。
c. 当蜡烛与小孔的距离继续减小到2cm时,像变得模糊,且亮度进一步变暗。
d. 当小孔与毛玻璃的距离从10cm增加到20cm时,像的亮度逐渐变暗,但成像依然清晰。
e. 当小孔与毛玻璃的距离继续增加到30cm时,像变得模糊,且亮度进一步变暗。
2. 实验分析:a. 光的直线传播原理:实验结果表明,当光线通过小孔时,只有直线传播的光线能够到达屏幕上,从而形成像。
b. 成像性质:实验结果显示,小孔成像为倒立的实像。
当蜡烛与小孔的距离减小,像的亮度变暗,但成像依然清晰。
这说明小孔成像的亮度与蜡烛与小孔的距离有关。
c. 成像大小:实验结果表明,当小孔与毛玻璃的距离增加时,像的亮度逐渐变暗,但成像依然清晰。
这说明小孔成像的大小与小孔与毛玻璃的距离有关。
再探小孔成像实验
摘要:我们在做小孔成像实验时,调节光屏位置有时能看到倒像,有时看到与孔相似的光斑?与“小孔作用仅是让光透过”相矛盾,我们将从数学这一全新的角度去分析这个现象,通过分析我们对小孔成像现象必定会有更深刻的了解。
关键词:小孔成像数学角度点光源分解合成
中图分类号: g633.7 文献标识码: c 文章编号:1672-1578(2013)06-0161-02
1 小孔成像的教学常见场景
在我们教学中一般会要求学生在预习的过程做个小孔成像实验,常见的探究方法有:
方法一:首先找一大一小两个茶叶桶,小桶正好可以套在大桶上,把小桶的底抠一个观察孔,用半透明的白色塑料纸(如食品保鲜袋)蒙在小桶的开口上,绷紧。
用胶带加以固定,再剪去多余的部分。
在大桶的底部打一个小孔,把小桶套在大桶上,让小孔对着蜡烛,反复调节物、孔、屏间距,观看屏上现象。
方法二、在桌上放一张白纸作屏,再将一片弄几个形状不同的小孔的硬纸片,放在白炽灯和屏之间,打开电灯,反复调节三者之间的距离,观看屏上现象。
到了第二天上课讨论交流时发现大部分的学生对这个实验很感
兴趣,都愿意动手去试一试,但大部分人看到的是与孔相同的光斑,只有极个别的人看到了成的灯丝像。
为什么会出现如此意外的现
象,究其原因除了学生的动手能力因素外,还有这个小孔到底应该多大?大一点就一定不行吗,不但是学生就是连教师都感到困惑,同样的光源,改变孔径,有时成像,有时成斑。
成斑了,又时改变像距,物距,又可看到倒像了,而有时无论怎样调节,始终是斑。
这到底是为什么。
下面我就尝试用数学角度从理论上分析一下小孔成像的原理。
2 小孔成像的原理分析
如图一,设小孔直径d,屏到孔的距离为v,长为的物体ab到孔的距离为u,在这里将物体ab理解成由从a到b无数个点光源组成,为便于研究我们逐一的来研究这些点光源在屏上所成的像,然后再近似地将这些点光源在屏上的像叠加,分析出光屏上的情况。
a点发出的一部分光经过小孔后照到①处的屏上,照亮a1a2区域,根据相似,求出a1a2的长度l:
那么位于a点下方的点光源在①处的屏上成的像是什么情况呢?可用同样的方法得出成的像长度是和一样,只不过像会上移一些,如此推理下去,最后到b点的像b1b2在屏的最上方。
理论上来讲屏上照亮区域为a1 b1,实际上我们看到的现象并非如此,这又是为什么呢?通过上面的分析我们知道到a1 b1 实际上是有无穷多个等长的又相互错开的像组合而成,各处的光强度不等。
为便于研究各处的光强,我们采用一种形象的方法,将这些等长的像错开一定的距离,即先分解开来,再合成。
分析出a1 b1各处的大致亮度图像,情况如图二所示:
下面对“成像”情况进行些分析:
(1)光能到达的区域为a1 b1 (图一),当屏处于①位置(点与小孔之间),保持u,v不变,则其中a2 b2 部分亮度相同且较亮(a2 b2 区域任何一个点光源都能照到),从图二中的①图可以看出a2、b2的外侧亮度迅速递减。
即屏越接近小孔a2 b2 就越接近小孔形状。
a2、b2的外侧虽也有一部分区域被照亮,只不过强度迅速减小,由于人的视觉原因,看到的是边缘模糊的a2 b2 ,边缘部分是看不清的是因为这部分和a2 b2亮度相差太大,这犹如中午时分你还能看到天上的恒星吗?屏越远离小孔,模糊的边缘就越大,同时光斑亮度减弱(可以将图二中的①②对比),在这种情况下我们看到的是和小孔相似的光斑。
(2)有了上面的分析,屏从②到③位置时的情况就不难理解了。
a2 b2 重合即a1 b1继续增大,亮度从中间一点向周围递减,递减的幅度减小(如图二中的③图)。
(3)屏在④位置时,就没了物体ab上任一点光源都能照到的区域(如②时的a2 b2 ),此时屏上的情况如图二中的④图所示,a2 b2部分的亮度暗但相同,a2 b2外侧亮度递减,递减的幅度减小,较缓慢。
a1 b1各部分亮度几乎差不多,只要屏与孔的距离合适、周围环境足够暗,就可以看到倒立的实像了。
这犹如我们可以看清夜空中月亮周围的恒星一样。
若将孔调到合适大小至眼睛只可看到a2 b2部分,此时的像是最清晰的。
(4)保持u,v不变,增大小孔,倒立的像大小是否会变化呢?
很多甚至不少教学一线的老师都是这样认为:“小孔的作用是仅让光通过,像的大小与孔的大小完全无关!”我们再回到图一中④图,小孔增大,a1 b1增大,a2 b2增大,所以像的大小也会变大些。
这个实验很简单,在一张纸上做几个大小不同的小孔,调节至屏上出现倒立的像,你会发现像的大小是不同的。
小结:通过分析,要清晰观察到小孔成像的条件有:
被成像的物体亮度尽量大、物体相对于小孔尺寸要大,小孔“适当”小些、物体离小孔近些,屏离小孔远些,实验环境暗些。
3 小孔成像原理理论分析对教学的指导意义
通过对小孔成像原理理论分析,我对实验装置作了改进,如下:操作过程:
①移动卡片,使小孔与大纸筒上的大孔重叠(此时相当于筒上开了个小孔),对着改小孔,调节u,v至屏上出现倒像。
②再移动卡片,试用不同形状的孔,重复上述实验。
③使菱形孔与大纸筒上的大孔重叠,观看大孔成斑现象,再移动卡片使重叠后的小孔大小,直至屏上出现最清晰的像,体会孔大小对该实验的影响。
④继续减小小孔大小,观察还能看到清晰的像吗?
上面我们从数学角度去分析小孔成像现象,通过分析对这个像现象有了更深刻的了解,在今后的教学中一定会得心应手。