分析(如圖1):蠟燭中任意一點(diǎn)(如)發(fā)出的光,沿直線向各個(gè)方向傳播。 從A點(diǎn)發(fā)出的光通過小孔沿直線傳播,到達(dá)屏幕上的A1。 從B點(diǎn)發(fā)出的光沿直線傳播。 它通過小孔傳播并到達(dá)屏幕上的 B1。 蠟燭上的每個(gè)點(diǎn)都對(duì)應(yīng)屏幕上的一個(gè)光點(diǎn),無(wú)數(shù)的光點(diǎn)構(gòu)成了蠟燭。 因此,蠟燭穿過光幕上的小孔所形成的真實(shí)圖像就像是倒置的蠟燭火焰。 本實(shí)驗(yàn)也可以使用一次性紙杯(或罐),在杯口蓋上一層塑料薄膜,并在杯底鉆一個(gè)小孔。 通過將孔向外指向發(fā)光的蠟燭,您可以在塑料薄膜上獲得倒置的真實(shí)圖像。 如圖2、實(shí)驗(yàn)2和實(shí)驗(yàn)2.1所示,在實(shí)驗(yàn)1的基礎(chǔ)上,小孔和光幕的位置保持不變。 將蠟燭移離(靠近)小孔,觀察光屏上圖像大小的變化。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:在小孔與光幕的位置不變的情況下,移動(dòng)蠟燭的位置,使蠟燭遠(yuǎn)離(靠近)小孔。 可以看出,蠟燭離小孔越近,光屏上的圖像就越大。 分析:如圖3所示,當(dāng)物體從位置1移動(dòng)到位置2時(shí)(即蠟燭遠(yuǎn)離小孔),圖像由A2B2變?yōu)锳1B1,圖像變小。 實(shí)驗(yàn)2.2。 在實(shí)驗(yàn)一的基礎(chǔ)上,蠟燭和小孔的位置保持不變,移動(dòng)光將光幕移離(靠近)小孔,觀察光幕上圖像大小的變化。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:當(dāng)蠟燭和小孔的位置不變時(shí),移動(dòng)光幕的位置,使光幕遠(yuǎn)離(靠近)小孔。 可以看出,光幕距離小孔越遠(yuǎn),光幕上的圖像就越大。 物體AB和小孔的位置保持不變。 如果光幕移離小孔,物體就變成A2B2,圖像變大。
實(shí)驗(yàn)31)用刀在卡紙上刻出方形、三角形、菱形和圓形孔。 孔的大小約為1cm,如圖5所示: 2)在實(shí)驗(yàn)1的基礎(chǔ)上,將1中的小孔屏替換為刻有正方形(三角形、菱形、圓形)的卡紙,讓燭光穿過觀察卡片上不同形狀的小孔,觀察光屏上出現(xiàn)的光點(diǎn)形狀。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:光屏上出現(xiàn)與孔形狀相同的亮點(diǎn)),用另一張卡紙蓋住正方形(或其他形狀的孔),蓋住部分孔,讓燭光透過卡片上有不同的形狀。 小孔,觀察光屏上出現(xiàn)的光點(diǎn)形狀。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:光屏上出現(xiàn)與孔形狀相同的亮點(diǎn)4)。 移動(dòng)覆蓋的卡片并改變光孔的大小。 當(dāng)光孔較小時(shí),觀察光屏上出現(xiàn)的光斑形狀。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:光幕上出現(xiàn)蠟燭的倒像。 5)將帶有不同形狀孔的卡片放在陽(yáng)光下。 將卡片距離地面約1m小孔成像實(shí)驗(yàn),觀察紙上出現(xiàn)的光點(diǎn)形狀。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:地面上出現(xiàn)圓形光點(diǎn)(太陽(yáng)的圖像)與洞的形狀無(wú)關(guān)。 分析:1cm左右大小不同形狀的孔相對(duì)于蠟燭來說是大孔小孔成像實(shí)驗(yàn),蠟燭無(wú)法通過該孔成像。 1cm左右大小不同形狀的孔是相對(duì)于太陽(yáng)的小孔,太陽(yáng)可以通過小孔成像。 實(shí)驗(yàn)結(jié)論: 1、物體可以通過“小孔”成像,但物體不能通過“大孔”成像。 2、物體通過“小孔”所形成的圖像的形狀與小孔的形狀無(wú)關(guān)。 說明: 1、學(xué)生首先 這是他們第一次接觸圖像,對(duì)物體還沒有感性認(rèn)識(shí)。 通過觀察蠟燭火焰穿過小孔形成的圖像,學(xué)生將對(duì)小孔形成的圖像有更深入的了解。 2. 學(xué)生不清楚影響針孔成像產(chǎn)生的圖像大小的因素。 通過學(xué)生的實(shí)驗(yàn)和教師的分析,幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)到圖像的大小與物體到針孔的距離以及光幕到針孔的距離有關(guān)。 3.學(xué)生不能正確理解“大洞”不能形成圖像。 通過實(shí)驗(yàn),學(xué)生可以清楚地了解到“小孔”可以形成圖像,但“大孔”不能形成圖像。 4.通過實(shí)驗(yàn)探索,學(xué)生可以知道圖像的形狀與物體的形狀是一致的,圖像的形狀與孔的形狀無(wú)關(guān)。