探究小孔成像实验报告
时间：2021-07-22 来源：博通范文网 本文已影响 人 
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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
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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：
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=7mm d=5mm d=2mm d=1mm d<1mm
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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：
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
报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 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：
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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
报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 猜想影响像大小有这几个因素：
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：
1.将光源放置在光具座左端“0”刻度线处 2.加厚度使光源中心，针孔，半透膜中心处于同一直线上，便于观察成像 3.将针孔照相机放在 3.5cm 处，观察成像，量出像的长度 4.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
报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 实验步骤：
1.将纸筒放入针孔照相机，在外套上半透膜 2.将光源放置在光具座左端“0”刻度线处 3.加厚度使光源中心，针孔，半透膜中心处于同一直线上，便于观察成像 4.将针孔照相机放置与 16cm 处，观察成像，量出像的长度 5.将纸筒向外拉出 1cm，观察成像，量出像的长度，以后每拉出 1cm，记录 1次，共做 5 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 半透膜和小孔的距离/cm 像的大小/cm 第一次 28.00 5.2 第二次 29.00 5.6 第三次 30.00 5.8 第四次 31.00 5.8 第五次 32.00 5.9 表 2 观察表 2 可知半透膜和小孔的距离逐渐变长，像逐渐变大，和猜想一致
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
进一步探究 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 之间存在着什么关系呢？
思考与猜想 取一组数据，实验 1 中第一次实验，此时 L1=3cm，L2=8.5cm，L3=3.5cm，L4=10cm
此时经尝试可发现 1 3cm 3.5cm 32 8.5cm 10cm 4L LL L
再随意的带入几组其它数据也可得到同样的结论，如：
当 L1=3cm，L2=5.2cm，L3=16cm，L4=28cm 时 1 3cm 16cm 32 5.3cm 28cm 4L LL L
则作出猜想 1 32 4L LL L
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论证：
如图 1，AB∥CD，则∠BAO=∠CDO, ∠ABO=∠DCO
又∠AOB=∠DOC
则△AOB∽△DOC
则AB AO BODC DO CO
则1 32 4L LL L
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，1 23 4L LL L ，
L2 与 L4 成正比，则 L4 越大，L2越大
D
O B
A 针孔 光源（长度为 L1）
半透膜上的像（长度为L2）
相机与物体的距离（长度为 L3）
半透膜与针孔的距离（长度为 L4）
C 图 1
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又可发现，若 L1,L3+L4=k 不变、则1 32 3L 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定时，相机与物体的距离越大，像越小。（6 ）
如此只要知道 L1,L2,L3,L4 中任意 3 个数的值，就能得出第 4 个数的值
总结 经过以上探究实验与论证，对于针孔照相机的小孔成像原理已有了一个充分的认识。
以下两个因素会对像的清晰度造成影响：
1.环境中的光线，光线越强，清晰度越差，反之亦然。
解决方法：加遮
报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 光器 2.与孔径的大小有关，孔径越小，越清晰 以下三个因素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 透膜距离一定时，相机与物体的距离越大，像越小
探究小孔成像
活动目的：
1、知道小孔成像与光的直线传播有关。
2、培养学生动手实验操作的能力、培养学生观察分析问题的能力。
3、培养学生尊重事实、尊重科学的精神，激发学生探究科学的兴趣。
活动地点：物理实验室 活动准备：
1、分组：三人一组，分工明确。
2、器材准备：不透明的纸板30块，蜡烛10支、光屏10块、火柴5盒，小刀10把。 活动过程：
1、每 小组按自己的想法制作不同形状的小孔。
2、分别用不同形状的小孔做实验。
3、边做实验边观察，同时做好记录。
4、完成实验，分析实验现象。（小组无法解决是向别组同学或老师请教)
5、反馈实验结论.
6、搜集整理资料。
活动小结：
值得反复捧读。
真佩服这么优秀的见解。
