小孔成像实验原理新做法及小孔成像知识点问答

儿童 | 小实验 / 作者:1 / 时间:2022-02-15 /102℃

  

两千多年前,我国的学者墨子和他的学生,做了世界上第一个小孔成像的实验。他的做法是,在一间黑暗的屋子里,一面墙上开一个小孔,小孔对面的墙上就会出现外面景物的倒像。

 我们要重复这个实验,当然不需要专门造一间没有窗户的屋子,甚至不需要任何专门的器材,只要大多数家庭都有的材料,甚至是准备丢弃的废物就可以了。

 下面我们一步一步地介绍,如何用随手可得的材料自制小孔成像装置。

准备材料:大小纸盒各一个,保鲜袋,透明胶,蜡烛,剪刀,刀子

1、找蛋黄派的纸盒,将其一端的盒盖剪掉。

2、然后找一只塑料保鲜袋,就是超市里卖的那种装食品的保鲜袋,白色半透明的,用剪刀剪下一层塑料薄膜,蒙在纸盒的开口上,四周用透明胶带粘牢。

3、  再找一个略大一些的纸盒,同样用剪刀把一端的盒盖剪掉。

4、 我是把小纸盒的一端放在大纸盒上,用圆珠笔沿着小纸盒画出它的轮廓,再根据轮廓线在大纸盒上裁出这个缺口的。

5、把小纸盒粘贴保鲜袋的那一端从缺口塞进大纸盒里,

6、把小纸盒的一端用缝衣针扎个小孔。

7、再在小孔正前方放置一支燃烧的蜡烛,这个小孔成像装置就完成了!

  这个自制装置的原理图。

   这是从大纸盒的开口端观察到的,在半透明屏幕上形成的蜡烛火焰的倒像。使蜡烛的火焰正对着小孔,调节二者之间的距离,直到形成大小合适的倒像为止。

PS:

小孔成像成的是倒立的实像,放大还是缩小取决于物距和像距的关系 ,如图成像原理,物体AB上点A、B发出的光线分别通过小孔O,射到右面的光屏上,形成像A'B',三角形ABO相似于三角形A'B'O,所以A'B'和AB的大小关系取决于两个三角形的大小关系,也就和它们到小孔的距离有关,像距大于物距时,像大于物;像距等于物距时,像等于物;像距小于物距时,像小于物。


用一个带有小孔的板遮挡在屏幕与物之间,屏幕上就会形成物的倒像,我们把这样的现象叫小孔成像。前后移动中间的板,屏幕上像的大小也会随之发生变化,这种现象说明了光沿直线传播的性质。学习了光学知识后,爱动脑筋的小桐和小朵想自己探究小孔成像现象。如图所示,她们给两个空罐的底部中央分别打上一个圆孔和一个方孔,再用两片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。分别将小孔对着烛焰和灯丝,可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像。

小孔成像老实验新做法

曾子曰“吾日三省吾身,为人谋而不忠乎?与朋友交而不信乎?传不习乎?”有一位教育家说过“一个教师写一辈子教案不一定成为名师,如果一个教师写三年反思则可能成为名师。”好的课后反思可以起到承上启下、画龙点睛之作用,再完美的课堂教学或多或少都会留下这样、那样的缺憾

回想开学以来每天工作完了以后我们都会在办公室里议论,议论这节课的时间把握的得失,实验的得失,和学生互动的情况,还有练习作业处理的进度等等,其实我们每天都在反思,在反省自己。今天想说一下我们在光的直线传播实验中的反思。

在水中沿直线传播的实验改进

以前的实验,我们都是找一个大水槽,把里面装半水槽的水,再撒入一些粉笔末或者滴入几滴牛奶,让水变浑浊,而且玻璃水槽的后面要用黑纸贴住,便于观察。那样效果还可以,可是只能在讲台演示,后面同学可视性差。现在我们该用了试管,在试管里装满水,滴入几滴牛奶,我今年撒里一点咖啡伴侣(白色),用激光笔从上往下直射,效果非常明显,而且携带很方便,在班里做实验的时候可以拿着转,让所有同学都可以看到。

二光在空气中沿直线传播的改进

以前老办法是在水槽里用蚊香制造烟雾,上边盖好纸,激光笔从玻璃缸的侧壁射入,效果也比较明显。可是缺点就是烟雾很容易散去,再次制造需要一定的时间。今年用了两种方法,一个老办法用喷壶喷洒水雾,让激光在水雾中传播,这样可以看出光在水雾中沿直线传播。另外还附加了一个用泡沫板,这是我女儿偶尔在家里玩手电筒在泡沫箱子里给我的启发。那次她拿着手电筒打开在泡沫箱子里照着玩,当她拿着到箱子边缘的时候,我忽然发现光贴着边一条线出来了,所以后来我实验的时候就用泡沫板来试,发现效果超好。而且白底板,红激光,可以拿着移动,学生的可视性比较强。

三小孔成像的实验改进
课本上小孔成像的实验是把小孔钻成圆形的,这样学生很容易误解只有圆形的孔才能成像,我这次实验专门把小孔钻成三角形,用点燃的蜡烛在班里转着让学生观察,都能清晰的看到烛焰倒立的像。可是学生并不能观察出来像的大小变化,为此我又引出了另外一个实验,让学生观察电棒的像。此想法还是源自一个学生,一个比较捣乱的学生,我那年在课堂上演示小孔成像,他就自己找了个纸戳了个小洞,拿着看老师,然后又在课桌上来回晃。后来大喊:“老师,我看到电棒了,看到电棒了!"

由此,我把小孔成像的实验让每个学生在课堂上都可以做到。让每个人准备一张纸,在纸上钻一个小孔,教室的电棒开亮,移动纸和电棒的距离,让学生在课桌上找到电棒的像,并且改变距离,观察像的大小的变化。另外,还让学生分别钻成不同形状的小孔,得到结论是孔的形状不影响成像。

由于这段时间上课后不断讨论,反思,感觉虽然是老课,老实验,但是还是有很多有待开发和改进的地方。通过对一堂课或一个单元的课后反思,就可以避免一些不必要的失误,可对下一知识点的教学产生催化的作用。
教育家苏霍姆林斯基也曾经建议:每一位教师都来写教育日记、随笔和记录。这些记录是思考及创造的源泉,是我们搞教育科研的丰富材料及实践基础。新课程要求:一个称职的初中物理教师,决不能照本宣科,要在教学中不断反思,不断学习。新课程提倡培养学生独立思考能力、发现问题与解决问题的能力以及探究式学习的习惯。

总之,新课程下物理教学反思对物理教师的成长是显而易见的,是物理教师实现自我发展的有效途径,也是提高物理教学质量的新尝试,更会促使物理教师成长为新时期的教师。

(1)分析比较甲、乙两图,可以得出怎样的结论?

__________________________________________

(2)分析比较甲、丙两图,可以得出怎样的结论?

__________________________________________

(3)通过实验,可以看到烛焰和灯丝在塑料膜上成的都是_________(选填“正立”或“倒立”)的实像,说明小孔成像的原理是_________________________。

(4)树荫下的圆形光斑就是___________通过树叶间的小孔在地面上所成的实像。


答案

物体通过小孔所成的像与孔的形状无关

所成的像的形状由物体的形状决定

倒立 光的直线传播 太阳

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