探究小孔成像實驗報告

1、.探究小孔成像實驗報告提出問題用易拉罐自制一個針孔照相機(jī)，在觀察過程中，發(fā)現(xiàn)在室外觀察景物時成像總不太清晰，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：探究像的清晰度實驗思考與假設(shè)根據(jù)生活經(jīng)驗，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假設(shè)進(jìn)行實驗驗證實驗1像的清晰程度和周圍光的強(qiáng)度有關(guān)設(shè)計實驗：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）實驗步驟：1. 為“針孔照相機(jī)”用黑色卡紙做了一個圓柱形的“遮光器”

2、，套在針孔照相機(jī)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)，有遮光器時觀察像的清晰程度3. 在外界光線強(qiáng)，無遮光器時觀察像的清晰程度4. 在外界光線弱，有遮光器時觀察像的清晰程度5. 在外界光線弱，無遮光器時觀察像的清晰程度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)行實驗：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）試驗一強(qiáng)有清晰實驗二強(qiáng)無不清晰實驗三弱有較清晰實驗四弱無較清晰得出結(jié)論：通過實驗可以得出，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）實驗2設(shè)計實驗器材：5個有不同口徑小孔的小孔成像儀器，光具座，

3、遮光器，光源實驗步驟：1、 制作出5個有不同口徑小孔的小孔成像儀器：分別裁剪5個相同尺寸的易拉罐，剪掉瓶口，并分別在瓶底鉆出5個大小不同的小孔。2、 在光具座上固定一個可發(fā)出平行光線的光源，保持光源與小孔之間的距離，用5個小孔成像儀器分別觀測像的大小，并進(jìn)行比較。進(jìn)行實驗1、如圖所示，我們制作了5個孔徑大小不一的小孔成像儀器：d=7mmd=5mmd=2mmd=1mmd<1mm光源光具座遮光器用于提高成像質(zhì)量，減少誤差，讓本實驗結(jié)果更明顯。小孔與光源的距離恒定為35cm2、 然后布置了光具座和光源：小孔直徑小于1mm時： 小孔直徑等于1mm時：小孔直徑等于2mm時： 小孔直徑等于5mm時：

4、小孔直徑等于7mm時：整理為下表孔徑大小/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，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，成一個這樣的像：一個較大的小孔就相當(dāng)于數(shù)個較小的小孔的組合，形成的像就是幾個小的像的重合，自然會不清楚：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：二探究影響像大小因素實驗思考與假設(shè)猜想影響像大小有這幾個因素：1. 孔徑的大小，孔徑越大，像越大2. 相機(jī)與物體的距離，距

5、離越長，像越小3. 半透膜與針孔的距離，距離越長，像越大下面就針對這三個假設(shè)因素進(jìn)行實驗驗證實驗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）實驗2 探究像大小與機(jī)物距離之間的關(guān)系設(shè)計實驗：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，水平工作臺實驗步驟：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，則先量兩亮點之間的距

6、離，同比例放大進(jìn)行試驗得到以下數(shù)據(jù):實驗次數(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，相機(jī)與物體的距離越長，像越小，反之亦然。（4）實驗誤差：測量誤差實驗3探究像大小與半透膜針孔距離之間的關(guān)系設(shè)計實驗：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，水平工作臺實驗步驟：1. 將紙

7、筒放入針孔照相機(jī)，在外套上半透膜2. 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，則先量兩亮點之間的距離，同比例放大進(jìn)行試驗得到以下數(shù)據(jù):實驗次數(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，和猜想一致得出結(jié)論：像

8、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，半透膜和小孔的距離越長，像越大，反之亦然。（5）實驗誤差：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)，實驗1中第一次實驗，此時L1=3cm，L2=8.5cm，L3=3.5cm，L4=10cm 此時經(jīng)嘗試可發(fā)現(xiàn)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)L1=3cm，L2=5.2cm，L3=16cm，L4=28cm時則作出猜想 D OBA針孔光源（長度為L1）半透膜上的像（長度為L2）相機(jī)與物體的

9、距離（長度為L3）半透膜與針孔的距離（長度為L4）C論證：圖1如圖1，ABCD，則BAO=CDO, ABO=DCO 又AOB=DOC 則AOBDOC 則 則則結(jié)論（4）得證：L1,L4不變，L2×L3=L1×L4,L3與L2成反比，則L3越大，L2越小結(jié)論（5）得證：L1，L3不變， L2與L4成正比，則L4越大，L2越大又可發(fā)現(xiàn)，若L1,L3+L4=k不變、則，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，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個數(shù)的值，就能得出第4個數(shù)的值總結(jié)經(jīng)過以上探究實驗與論證，對于針孔照相機(jī)的小孔成像原理已有了一個充分的認(rèn)識。以下兩個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。 解決方法：加遮光器2.