再探小孔成像实验
7.2实验二探究小孔成像教材第4节
实验二探究：小孔成像[教材第4节]实验梳理提出问题：小孔成像中所成像的形状受哪些因素影响?1、小孔成像中所成像的形状与▲有关；2、小孔成像中所成像的形状与▲有关。
设计方案：1、取几张硬纸片,用小刀在纸片上刻出各种不同形状(三角形、正方形、菱形、梯形等)的小孔,小孔大小约为1cm,把刻有小孔的纸片放在阳光下,是为了探究阳光通过小孔所成的像的形状是否与▲有关。
2、再取一张硬纸片,用小刀在纸片上刻出正方形的大孔,大孔大小约为5cm,把刻有大孔的纸片放在阳光下,观察阳光通过大孔后在地面上形成的光斑形状。
另取一张硬纸片把正方形的大孔遮去一部分,观察阳光通过变小的孔在地面上形成的光斑形状。
移动纸片减小孔的大小,直到阳光通过孔在地面上形成圆形的光斑为止。
这样的实验操作是为了探究▲对小孔成像的影响。
实验结果与结论：1、小孔大小约1cm,阳光通过不同形状的小孔后在地面上都形成圆形的光斑,说明阳光通过小孔所成的像的形状与小孔的形状▲。
2、大孔大小约5cm,通过硬纸片逐步遮去一部分来减小孔的大小过程中,阳光通过孔在地面上形成的光斑先与孔的形状相同,直到孔足够小时,才会出现圆形的光斑。
说明小孔成像的形成条件是孔的大小要足够小。
【答案】建立假设：1.小孔的形状；2.小孔的大小；设计方案：1.小孔的形状；2.小孔的大小；实验结果与结论：1.无关【解析】【分析】【详解】建立假设：1、小孔成像中所成像的形状与小孔的形状有关；2、小孔成像中所成像的形状与小孔的大小有关。
实验结果与结论：当纸片上的小孔大小为1厘米时，在地面上形成一个个圆形的光斑。
光斑是太阳通过小孔成的像，像的形状与孔的形状无关。
实验小贴士1、阳光通过小孔后在地面上形成的圆形光斑,是太阳的像,因此,为了保证实验结果的可靠性,小孔不能用圆形的。
树荫下的光斑是太阳的像,但很少见到圆形的,原因是树的缝隙层层叠叠,导致地面上太阳的像往往是多个重叠的,因此,很难看见完整的圆形光斑。
小孔成像实验报告
小孔成像实验报告
一、实验目的
本实验旨在通过小孔成像实验，了解小孔成像的基本原理，探究光通过小孔后的成像规律，进一步加深对光学成像的认识。
二、实验器材和方法
2.1 实验器材
•光源
•凹透镜
•小孔
•白纸
2.2 实验方法
1.将光源设在一定距离处。
2.用凹透镜对光线进行聚焦后，照射在小孔上。
3.将白纸放置在小孔后，观察小孔成像情况。
三、实验结果与分析
经过实验观察可得，小孔成像是指当光线穿过小孔后，在另一侧形成倒立的实像。
通过实验可以发现：
1.小孔与白纸之间的距离会影响成像的清晰度，距离较远时成像模糊，
距离适宜时成像清晰。
2.光源的亮度也会影响成像效果，光线越亮，成像越清晰。
3.小孔的大小会影响成像的亮度和清晰度，小孔越小，成像越明亮但清
晰度相对较低。
四、实验总结
通过本次小孔成像实验，我们深入了解了小孔成像的基本规律，并对光学成像有了更直观的认识。
在实验中，我们发现了小孔成像的特点，同时也意识到了实验中影响成像效果的因素，这对我们更好地掌握光学成像的知识具有一定的帮助。
五、参考资料
•张永灿. (2012). 《实用光学》. 高等教育出版社.
以上为小孔成像实验报告内容，供参考。
小孔成像探究方法与过程
小孔成像探究方法与过程：
1.用黑色白板笔将纸杯内壁涂黑，用牙签在杯底的中心穿一个小
孔。
2.把烹调纸平整地蒙在纸杯上，并用橡皮筋套住、固定好。
3.在暗光条件下点燃蜡烛，烛焰发出的光将通过纸杯底部的小孔
映射到烹调纸上，形成影像。
轻轻移动纸杯的位置，观察烹调纸上烛焰影像的变化。
实验结论：
1.烹调纸上的烛焰影像是倒立的。
2.烛焰离小孔越近，得到的影像越大。
科学原理：
1.光是沿直线传播的。
2.烛焰距离小孔越近，则烛焰顶部和根部发出的光在小孔处形成
的夹角越大，相应地，在烹调纸上的影像也越大。
探究小孔成像实验报告
一、实验目的1. 理解光的直线传播原理。
2. 探究小孔成像的规律，包括成像的性质、大小、正倒立等。
3. 通过实验验证小孔成像现象，加深对光学知识的理解。
二、实验原理小孔成像实验是基于光的直线传播原理。
当光线通过一个小孔时，由于光的直线传播，光线会形成倒立的实像。
成像的大小和正倒立取决于物体与小孔的距离以及光屏与小孔的距离。
三、实验器材1. 蜡烛2. 硬纸片3. 小针4. 火柴5. 蓝色大纸片6. 夹具7. 水平工作台四、实验步骤1. 清理实验工作台，确保桌面平整。
2. 用火柴点燃蜡烛，并将其放在水平工作台上。
3. 用小针在硬纸片中心扎一个小孔，孔的直径约为1毫米。
4. 用夹具将硬纸片固定在水平工作台上，确保纸片垂直于桌面。
5. 将蓝色大纸片放在硬纸片后面，保持一定的距离。
6. 观察蓝色大纸片上形成的蜡烛火焰的像，调整蜡烛和硬纸片的位置，使像清晰可见。
7. 保持蜡烛和硬纸片的位置不变，移动蓝色大纸片，观察像的大小和清晰度变化。
8. 重复以上步骤，改变小孔的直径，观察成像效果的变化。
五、实验结果与分析1. 当小孔直径较小时，成像清晰度较高，但像的大小较小。
2. 当小孔直径增大时，成像清晰度降低，但像的大小增大。
3. 当小孔直径过大时，成像变得模糊不清。
4. 成像是倒立的实像，且像的大小与物体与小孔的距离以及光屏与小孔的距离有关。
六、实验结论1. 光在均匀介质中沿直线传播。
2. 小孔成像的原理是光的直线传播。
3. 小孔成像的像是倒立的实像，其大小与物体与小孔的距离以及光屏与小孔的距离有关。
4. 小孔成像的清晰度受小孔直径和物体与小孔的距离影响。
七、实验反思1. 在实验过程中，发现小孔的直径对成像效果有较大影响。
小孔直径越小，成像越清晰，但像的大小越小；小孔直径越大，成像越模糊，但像的大小越大。
2. 实验过程中，需要调整蜡烛和硬纸片的位置，使像清晰可见。
这需要一定的耐心和细心。
3. 通过本次实验，加深了对光的直线传播原理和小孔成像规律的理解。
小孔成像实验报告s
小孔成像实验报告s实验目的本实验的目的是通过观察小孔成像的实验现象，加深对光的传播和成像原理的理解，探讨小孔成像的原理和特点。
实验器材1. 半透明挡板2. 透明玻璃板3. 线尺4. 白纸5. 小孔6. 白色光源（如日光灯）实验原理小孔成像原理是光线传播的基本原理之一。
当光线经过可见光介质传播时，会发生折射和反射。
光线通过小孔传播时，光线会在小孔周围聚焦，并在背面形成一个倒立的实像。
实验步骤1. 将半透明挡板放置于光源和实验装置之间，用于调节光的亮度和方向。
2. 将透明玻璃板放置于小孔后方，作为实验装置的底板。
3. 在玻璃板上方放置一张白纸，用于接收光线成像。
4. 将小孔放置于玻璃板上方，并调整其位置，使小孔成像聚焦在白纸上。
5. 打开光源，调节光的亮度和方向，观察小孔成像的现象。
实验结果在实验过程中，我们观察到小孔成像的现象。
当调节小孔位置和光源方向时，我们可以观察到玻璃板上形成的倒立实像。
实像的大小和清晰度会受到小孔尺寸和光源亮度的影响。
实验结论通过本次实验，我们深入理解了小孔成像的原理和特点。
小孔成像是光线传播的基本原理之一，光线经过小孔后会形成倒立的实像。
实像的大小和清晰度取决于小孔尺寸和光源亮度等因素。
小孔成像的实验现象直观地展示了光的传播和成像原理。
实验意义小孔成像实验是光学中基础的实验之一，对于理解光的传播和成像原理非常重要。
通过观察小孔成像的现象，可以帮助学生深入理解光的行为，为后续光学实验打下坚实的基础。
此外，小孔成像实验也具有一定的实际应用价值，比如在摄影中可以运用到成像原理，帮助拍摄出更清晰和艺术的照片。
实验改进为了进一步探究小孔成像的特点，可以尝试调节小孔的尺寸和形状，观察对成像的影响。
同时，可以加入透镜或凸面镜等光学元件，观察其对小孔成像的影响。
这样可以使实验更加丰富和有趣。
总结小孔成像实验是一种简单而重要的光学实验，通过实验我们深入理解了光的传播和成像原理。
掌握了小孔成像的原理和特点，对于进一步学习光学和应用光学知识有着重要意义。
小孔成像实验报告结论
小孔成像实验报告结论实验目的本次实验旨在通过使用小孔成像装置，观察和分析光线经过小孔后的衍射现象，以及了解小孔大小、光源波长和观察距离对成像的影响，进而探究小孔成像的原理和规律。
实验过程实验采用了一台光源、一个光屏、一个可调节大小的小孔以及一套尺度较小的测量仪器。
在实验中，我们先固定光源和光屏的位置，只调节小孔的大小，观察光屏上形成的图像。
然后保持小孔大小恒定，更换不同波长的光源，继续观察光屏的图像。
最后保持波长和小孔大小恒定，改变观察距离，重复观察图像的现象。
实验结果小孔大小对成像的影响通过实验观察，我们发现小孔的大小对成像有较大影响。
当小孔较小时，光线经过小孔后呈现明显的衍射效果，光屏上形成的图像虽然清晰，但显得模糊不清。
而当小孔较大时，衍射效应减弱，图像的清晰度显著提高。
光源波长对成像的影响我们在实验中使用了两种不同波长的光源进行观察。
经过实验发现，当波长较长时，光线的衍射效应更加明显，形成的图像更模糊。
而当波长较短时，衍射效应减弱，图像的清晰度提高。
观察距离对成像的影响我们在实验中还发现，改变观察距离对成像有一定的影响。
当观察距离较近时，图像的清晰度较高，可以看到更多细节。
而当观察距离较远时，图像的清晰度减弱，细节不易观察。
结论通过本次实验我们可以得出以下结论：1. 小孔的大小对成像有重要影响。
较小的小孔会导致明显的衍射效应，影响图像的清晰度。
2. 光源的波长也会对成像产生影响。
较长的波长会产生更强的衍射效应，造成图像模糊不清。
3. 观察距离对成像有一定影响。
较近的观察距离会提高图像的清晰度，而较远的观察距离会使图像变得模糊。
小孔成像实验揭示了光传播的一个重要现象——衍射现象。
通过观察与分析，我们对小孔成像的原理和规律有了更深入的理解。
这对于日常生活中的光学应用和工程设计具有重要意义，也为光学领域的研究奠定了基础。
参考文献。
小孔成像实验报告
小孔成像实验报告引言在本次实验中，我们将探索和研究小孔成像的原理和特性。
小孔成像是光学领域的重要概念，也是我们日常生活中常见的现象之一。
通过深入了解小孔成像的原理，我们可以更好地理解光学传播和成像的机制。
实验设计实验过程中，我们准备了一个具有一定厚度和直径的半透明薄片，并设置了一个用于穿透光源的小孔。
同时，我们使用放大镜来观察光经过小孔后的成像效果，并记录观察结果。
实验步骤与观察结果1. 光源位置固定，小孔距离薄片的距离逐渐增加：我们观察到光线通过小孔以点的形式穿过薄片，并在远离小孔的位置上形成清晰的成像。
然而，随着小孔距离的增加，成像逐渐模糊不清，光点变得更大。
2. 光源位置固定，小孔直径逐渐减小：我们观察到光线通过不同直径的小孔后，形成的成像效果出现了变化。
较大直径的小孔形成的成像较为清晰，而较小直径的小孔则导致成像模糊，光斑变得更大。
3. 光源位置固定，薄片厚度逐渐增加：通过增加薄片的厚度，我们观察到成像的效果发生了明显变化。
当薄片较薄时，成像较为清晰，但随着薄片厚度的增加，成像逐渐模糊不清。
原理解析小孔成像的原理可由几何光学的射线追迹理论解释。
当光线通过小孔穿过后，会发生衍射现象，光线会弯曲并形成交叉干涉。
此时，光线的传播路径形成锥形，最终形成一个倒立的图像。
同时，衍射现象会导致光斑的扩散，进而影响成像的清晰度。
在实验过程中，当小孔距离薄片过远时，光线的锥形角度会增大，导致成像变得模糊。
这是因为远离小孔的位置上光线的传播路径更为分散，交叉干涉的程度更小。
同时，当小孔的直径减小时，光线的传播路径发生变化，导致成像变得模糊不清。
缩小小孔直径后，交叉干涉的程度减小，成像的清晰度下降。
此外，在实验中我们还观察到了薄片厚度对成像的影响。
当薄片较薄时，光线较少发生衍射现象，成像更加清晰。
而增加薄片的厚度则会导致光线发生更多的衍射，从而降低成像的清晰度。
结论通过本次实验，我们深入了解了小孔成像的原理和特性。
研究小孔成像实验报告单
研究小孔成像实验报告单
探究小孔成像实验报告
小孔成像实验背景：
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
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
小孔成像实验步骤：
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
小孔成像实验结论:
1、小孔成像的规律有:当时星缩小倒立的像,当时星等大倒立的像
2、太阳光树阴下的光斑可以分为两类: 一类不是像,成椭圆形,形成条件是光的直线传播。
另一类是太阳通过小孔成的实像,形成条件是树叶缝隙足够小，由小孔成像的原理形成。
3、树荫下的光斑有些是像,有些不是像。
通过小孔形成的圆形光
斑是像，通过大孔形成的非圆光斑不是像;这些光斑都不是树叶的影子。
4、不管光斑是不是像，都是由于光直线传播形成的。
5、小孔形成的光斑(像),其形状与物体(太阳)的形状相似、与小孔形状无关;而大孔形成的光斑，其形状与物体(太阳)的形状无关、与大孔形状有关。
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再探小孔成像实验
摘要：我们在做小孔成像实验时，调节光屏位置有时能看到倒像，有时看到与孔相似的光斑？与“小孔作用仅是让光透过”相矛盾，我们将从数学这一全新的角度去分析这个现象，通过分析我们对小孔成像现象必定会有更深刻的了解。
关键词：小孔成像数学角度点光源分解合成
中图分类号： g633.7 文献标识码： c 文章编号：1672-1578（2013）06-0161-02
1 小孔成像的教学常见场景
在我们教学中一般会要求学生在预习的过程做个小孔成像实验，常见的探究方法有：
方法一：首先找一大一小两个茶叶桶，小桶正好可以套在大桶上，把小桶的底抠一个观察孔，用半透明的白色塑料纸（如食品保鲜袋）蒙在小桶的开口上，绷紧。
用胶带加以固定，再剪去多余的部分。
在大桶的底部打一个小孔，把小桶套在大桶上，让小孔对着蜡烛，反复调节物、孔、屏间距，观看屏上现象。
方法二、在桌上放一张白纸作屏，再将一片弄几个形状不同的小孔的硬纸片，放在白炽灯和屏之间，打开电灯，反复调节三者之间的距离，观看屏上现象。
到了第二天上课讨论交流时发现大部分的学生对这个实验很感
兴趣，都愿意动手去试一试，但大部分人看到的是与孔相同的光斑，只有极个别的人看到了成的灯丝像。
为什么会出现如此意外的现
象，究其原因除了学生的动手能力因素外，还有这个小孔到底应该多大？大一点就一定不行吗，不但是学生就是连教师都感到困惑，同样的光源，改变孔径，有时成像，有时成斑。
成斑了，又时改变像距，物距，又可看到倒像了，而有时无论怎样调节，始终是斑。
这到底是为什么。
下面我就尝试用数学角度从理论上分析一下小孔成像的原理。
2 小孔成像的原理分析
如图一，设小孔直径d，屏到孔的距离为v，长为的物体ab到孔的距离为u，在这里将物体ab理解成由从a到b无数个点光源组成，为便于研究我们逐一的来研究这些点光源在屏上所成的像，然后再近似地将这些点光源在屏上的像叠加，分析出光屏上的情况。
a点发出的一部分光经过小孔后照到①处的屏上，照亮a1a2区域，根据相似，求出a1a2的长度l：
那么位于a点下方的点光源在①处的屏上成的像是什么情况呢？可用同样的方法得出成的像长度是和一样，只不过像会上移一些，如此推理下去，最后到b点的像b1b2在屏的最上方。
理论上来讲屏上照亮区域为a1 b1，实际上我们看到的现象并非如此，这又是为什么呢？通过上面的分析我们知道到a1 b1 实际上是有无穷多个等长的又相互错开的像组合而成，各处的光强度不等。
为便于研究各处的光强，我们采用一种形象的方法，将这些等长的像错开一定的距离，即先分解开来，再合成。
分析出a1 b1各处的大致亮度图像，情况如图二所示：
下面对“成像”情况进行些分析：
（1）光能到达的区域为a1 b1 （图一），当屏处于①位置（点与小孔之间），保持u，v不变，则其中a2 b2 部分亮度相同且较亮（a2 b2 区域任何一个点光源都能照到），从图二中的①图可以看出a2、b2的外侧亮度迅速递减。
即屏越接近小孔a2 b2 就越接近小孔形状。
a2、b2的外侧虽也有一部分区域被照亮，只不过强度迅速减小，由于人的视觉原因，看到的是边缘模糊的a2 b2 ，边缘部分是看不清的是因为这部分和a2 b2亮度相差太大，这犹如中午时分你还能看到天上的恒星吗？屏越远离小孔，模糊的边缘就越大，同时光斑亮度减弱（可以将图二中的①②对比），在这种情况下我们看到的是和小孔相似的光斑。
（2）有了上面的分析，屏从②到③位置时的情况就不难理解了。
a2 b2 重合即a1 b1继续增大，亮度从中间一点向周围递减，递减的幅度减小（如图二中的③图）。
（3）屏在④位置时，就没了物体ab上任一点光源都能照到的区域（如②时的a2 b2 ），此时屏上的情况如图二中的④图所示，a2 b2部分的亮度暗但相同，a2 b2外侧亮度递减，递减的幅度减小，较缓慢。
a1 b1各部分亮度几乎差不多，只要屏与孔的距离合适、周围环境足够暗，就可以看到倒立的实像了。
这犹如我们可以看清夜空中月亮周围的恒星一样。
若将孔调到合适大小至眼睛只可看到a2 b2部分，此时的像是最清晰的。
（4）保持u，v不变，增大小孔，倒立的像大小是否会变化呢？
很多甚至不少教学一线的老师都是这样认为：“小孔的作用是仅让光通过，像的大小与孔的大小完全无关！”我们再回到图一中④图，小孔增大，a1 b1增大，a2 b2增大，所以像的大小也会变大些。
这个实验很简单，在一张纸上做几个大小不同的小孔，调节至屏上出现倒立的像，你会发现像的大小是不同的。
小结：通过分析，要清晰观察到小孔成像的条件有：
被成像的物体亮度尽量大、物体相对于小孔尺寸要大，小孔“适当”小些、物体离小孔近些，屏离小孔远些，实验环境暗些。
3 小孔成像原理理论分析对教学的指导意义
通过对小孔成像原理理论分析，我对实验装置作了改进，如下：操作过程：
①移动卡片，使小孔与大纸筒上的大孔重叠（此时相当于筒上开了个小孔），对着改小孔，调节u，v至屏上出现倒像。
②再移动卡片，试用不同形状的孔，重复上述实验。
③使菱形孔与大纸筒上的大孔重叠，观看大孔成斑现象，再移动卡片使重叠后的小孔大小，直至屏上出现最清晰的像，体会孔大小对该实验的影响。
④继续减小小孔大小，观察还能看到清晰的像吗？
上面我们从数学角度去分析小孔成像现象，通过分析对这个像现象有了更深刻的了解，在今后的教学中一定会得心应手。