探究小孔成像實驗報告

/*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，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？感謝閱讀一：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：環(huán)境中光線太亮，以致于看不清半透膜上的像?？讖教?，光線進入量過少，導(dǎo)致半透膜上的像不清晰下面就針對這兩個假設(shè)進行實驗驗證謝謝閱讀實驗1像的清晰程度和周圍光的強度有關(guān)設(shè)計實驗：器材：針孔照相機，光源(F型發(fā)光二極管)，黑色卡紙（遮光器）感謝閱讀實驗步驟：為“針孔照相機”用黑色卡紙做了一個圓柱形的“遮光器”，套在針孔照相機成像的一端，以降低半透膜周圍光的強度。謝謝閱讀在外界光線強，有遮光器時觀察像的清晰程度在外界光線強，無遮光器時觀察像的清晰程度在外界光線弱，有遮光器時觀察像的清晰程度在外界光線弱，無遮光器時觀察像的清晰程度不帶遮光器的針孔照相機成像帶遮光器的針孔照相機成像/*進行實驗：得到以下數(shù)據(jù)：外界光線強弱有無遮光器成像效果（是否清晰）試驗一強有清晰實驗二強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）感謝閱讀實驗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，遮光器，光源精品文檔放心下載實驗步驟：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個相同尺寸的易拉謝謝閱讀罐，剪掉瓶口，并分別在瓶底鉆出5個大小不同的小孔。精品文檔放心下載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，感謝閱讀用5個小孔成像儀器分別觀測像的大小，并進行比較。感謝閱讀進行實驗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：感謝閱讀d=7mmd=5mmd=2mmd=1mmd<1mm2、然后布置了光具座和光源：光源光具座小孔與光源的距離恒定為35cm小孔直徑小于1mm時： 小孔直徑等于1mm時：感謝閱讀

/*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。小孔直徑等于2mm時： 小孔直徑等于5mm時：感謝閱讀/*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）精品文檔放心下載分析和論證：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：精品文檔放心下載同理，小孔越大，就相當(dāng)于越多的像重合，成的像也就越模糊：感謝閱讀二．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：/*孔徑的大小，孔徑越大，像越大相機與物體的距離，距離越長，像越小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)因素進行實驗驗證精品文檔放心下載實驗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探究像大小與機物距離之間的關(guān)系設(shè)計實驗：器材：針孔照相機（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，水平工作臺精品文檔放心下載實驗步驟：將光源放置在光具座左端“0”刻度線處加厚度使光源中心，針孔，半透膜中心處于同一直線上，便于觀察成像精品文檔放心下載將針孔照相機放在3.5cm處，觀察成像，量出像的長度謝謝閱讀以后每隔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離，同比例放大精品文檔放心下載進行試驗得到以下數(shù)據(jù):實驗次數(shù)距離物體遠近/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可知相機與物體的距離逐漸變長，像逐漸變小，和猜想一致謝謝閱讀得出結(jié)論：像的大小與相機與物體的距離有關(guān)，當(dāng)光源與針孔半透膜之間距離不變時，相機與物體的距離越長，像越小，反之亦然。（4）感謝閱讀實驗誤差：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：謝謝閱讀器材：針孔照相機，比針孔照相機口徑略小的紙筒，光源(F型發(fā)光二極管，長度為3cm)，光具座，刻度尺，水平工作臺感謝閱讀實驗步驟：/*將紙筒放入針孔照相機，在外套上半透膜將光源放置在光具座左端“0”刻度線處加厚度使光源中心，針孔，半透膜中心處于同一直線上，便于觀察成像謝謝閱讀將針孔照相機放置與16cm處，觀察成像，量出像的長度感謝閱讀將紙筒向外拉出1cm，觀察成像，量出像的長度，以后每拉出1cm，記錄1次，共做5次精品文檔放心下載注：若像不能完全顯示，則先量兩亮點之間的距離，同比例放大精品文檔放心下載進行試驗得到以下數(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32.005.92觀察表2可知半透膜和小孔的距離逐漸變長，像逐漸變大，和猜想一致精品文檔放心下載得出結(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）精品文檔放心下載實驗誤差：測量誤差進一步探究提出問題設(shè)光源長度為L1，像長度為L2，相機與物體的距離為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？感謝閱讀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)精品文檔放心下載LL1283cm.5cm310cm.5cmLL34感謝閱讀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：L1=3cm，L2=5.2cm，L3=16cm，L4=28cm時精品文檔放心下載LL1253cm.3cm16cm28cmLL34精品文檔放心下載則作出猜想LL12LL34/*論證：C光源（長度針孔為L1）AOB相機與物體半透膜與針孔的距離（長的距離（長度D半透膜上的度為L3）為L4）像（長度為圖1L2）如圖1，AB∥CD，則∠BAO=∠CDO,∠ABO=∠DCO感謝閱讀又∠AOB=∠DOC則△AOB∽△DOCDCABDOAOCOBOLL12LL34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越小精品文檔放心下載結(jié)論（5）得證：L1，L3不變，LL13LL42，L2與L4成正比，則L4越大，L2越大精品文檔放心下載/*又可發(fā)現(xiàn)，若L1,L3+L4=k不變、則

L1L2

L3kL3

，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，相機與物體的距離越大，像越小。（6）謝謝閱讀如此只要知道L1,L2,L3,L4中任意3個數(shù)的值，就能得出第4個數(shù)的值謝謝閱讀總結(jié)經(jīng)過以上探究實驗與論證，對于針孔照相機的小孔成像原理已有了一個充分的認識。謝謝閱讀以下兩個因素會對像的清晰度造成影響：環(huán)境中的光線，光線越強，清晰度