探究小孔成像实验分析报告.docVIP

| 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： 环境中光线太亮，以致于看不清半透膜上的像。 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： 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。 在外界光线强，有遮光器时观察像的清晰程度 在外界光线强，无遮光器时观察像的清晰程度 在外界光线弱，有遮光器时观察像的清晰程度 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 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 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 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： 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。 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= d=7 d=5mm d=2mm d=1mm d1mm 光源光具座 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 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 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： 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 猜想影响像大小有这几个因素： 孔径的大小，孔径越大，像越大 相机与物体的距离，距离越长，像越小 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： 将光源放置在光具座左端“0”刻度线处 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 将针孔照相机放在3.5cm处，观察成像，量出像的长度 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 实验步骤： 将纸筒放入针孔照相机，在外套上半透膜 将光源放置在光具座左端“0”刻度线处 加厚度使光源中心，针孔，半透膜中心处于同一直线