《小孔成像实验》的改进与创新
《小孔成像实验》的改进与创新教学提纲
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小孔成像实验》的改进与创新《小孔成像实验》的改进与创新一、《小孔成像实验》的改进与创新的背景在教学过程中每当给学生演示或让学生自己完成小孔成像实验的效果都不好,白天上课时演示效果不好,而且有的角度无法观察到现象,要求学生自己完成时,很少有人能动手制作器材。
导致很多学生对小孔成像的特点模糊不清,比如像有放大的也有缩小的、像的形状与孔的形状无关等。
为此,我利用晚自习的时间,教学生在纸上扎几个大小不一、形状不一的小孔(孔径大约2mm),在教室的墙面上成像,观察小孔成像的特点,效果很好。
我而小孔成像的探究问题远不止像的大小、倒正、虚实、与孔形的关系,还有很多探究问题,如:对孔径的要求(是不是只有孔径1到3mm的才能成像?)、像的清晰度、亮度等。
为补充这些探究问题,结合中学生的知识层面,我做了一些改进和创新。
教材中“小孔成像实验”的不足:(1)实验器材需要去盖的易拉罐盒和半透明薄膜,制作过程虽然简单,但易拉罐硬度大,去盖、扎孔比较麻烦。
(2)半透明薄膜只有易拉罐盖那么大,无论两人配合还是一人操作都难以将蜡焰、小孔、光屏的中心调整到同一直线上,因此找到像很不容易。
(3)像距的固定、光屏大小的限制影响了观察像的大小的变化规律,导致学生对小孔成的像的特点理解不到位,实验后很多学生只知道小孔所成像为倒立的实像,不知道像的大小变化规律,有的甚至误认为小孔成的像都是缩小的。
⑷小孔成像的形状与孔的形状无关不能验证。
改进和创新实验的优点:(1)借助白墙面做光屏,用不透明的纸板扎孔做小孔屏(如课本的封皮等),器材更简单、更方便。
对于学生而言,比起易拉罐盖,纸张更容易做各种大小和形状不同的小孔,实验中可以观察到像的形状与孔的形状无关。
(2)用墙面替代半透明薄膜,成像效果不但明显,最主要的是面积大,不存在调节高度的问题,只要距离调节好就能看到像。
(3)物距、像距都可以改变,学生能直接观察到像的大小是可以改变的,并且不是单一的缩小或放大,而是随物距和像距的改变而改变。
小孔成像实验的创新改进
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小孔成像实验的创新改进
王春芳;张大军
【期刊名称】《实验教学与仪器》
【年(卷),期】2024(41)1
【摘要】小孔成像实验是人教版物理八年级上册第四章第一节“光的直线传
播”“想想做做”中的一个小实验,但从教学效果看,该实验存在不便于观察、安全
性差等不足。
为此,利用纸箱、半透明塑料膜、不同颜色的灯带、12V灯带电源、
单刀双掷开关等日常生活用品和常规实验器材改进该实验,取得了较好的教学效果。
创新改进实验的优点是:一方面,能满足学生的求知欲,不仅可以验证教材上对应的知识点,更可以让学生获得教材之外的知识;另一方面,可以解决原实验的不足,进而观察到更多实验之外的现象,并得出相应的规律。
【总页数】2页(P49-50)
【作者】王春芳;张大军
【作者单位】焦作市中站区许衡实验学校;焦作市许衡中学
【正文语种】中文
【中图分类】G63
【相关文献】
1.小孔成像实验改进与创新
2.自制小孔成像演示仪
——小孔成像实验的改进与创新3.巧用“F”灯改进“小孔成像”实验4.小孔成像实验改进与创新教学5.“小孔成像”实验的改进
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小孔成像实验报告科学(3篇)
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第1篇一、实验背景小孔成像是一种基于光的直线传播原理的物理现象。
当光线通过一个小孔时,会在另一侧形成一个倒立的实像。
这一现象最早可追溯到中国古代的《墨经》,并成为光学研究中揭示光的直线传播性的重要证据。
本实验旨在通过实际操作,验证小孔成像的原理,并探究成像大小、倒立效果及成像清晰度等与实验条件的关系。
二、实验目的1. 验证光的直线传播原理。
2. 探究小孔成像的规律,包括成像大小、倒立效果和清晰度。
3. 了解实验误差来源,并分析其对实验结果的影响。
三、实验原理小孔成像的原理是光的直线传播。
当光线通过一个小孔时,只有通过小孔的光线才能到达另一侧,从而在屏幕上形成一个倒立的实像。
成像的大小、倒立效果和清晰度与物体到小孔的距离、光屏到小孔的距离以及小孔的尺寸等因素有关。
四、实验器材1. 硬纸片2. 蜡烛3. 打火机4. 光屏(毛玻璃)5. 小针6. 夹具7. 蓝色大纸片8. 米尺9. 记录纸和笔五、实验步骤1. 将硬纸片固定在实验台上,用小针在纸片中心扎一个小孔,孔的直径约为3毫米。
2. 点燃蜡烛,将其放置在实验台上,使蜡烛火焰、小孔和光屏的中心大致在一条直线上。
3. 调整蜡烛和光屏的距离,观察光屏上蜡烛火焰的像。
4. 改变蜡烛和光屏的位置,观察成像大小、倒立效果和清晰度的变化。
5. 使用米尺测量物体到小孔的距离、光屏到小孔的距离以及成像大小,记录实验数据。
6. 重复实验,验证实验结果的可靠性。
六、实验结果与分析1. 成像大小与物体到小孔的距离和光屏到小孔的距离有关。
当光屏到小孔的距离一定时,物体到小孔的距离越近,成像越大;当物体到小孔的距离一定时,光屏离小孔的距离越远,成像越大。
2. 成像是倒立的实像。
这是因为光线通过小孔时,只有通过小孔的光线才能到达屏幕,从而形成一个倒立的像。
3. 成像的清晰度与物体到小孔的距离、光屏到小孔的距离以及小孔的尺寸有关。
当物体到小孔的距离、光屏到小孔的距离以及小孔的尺寸适中时,成像清晰度较高。
小孔成像实验
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成像特点与规律分析
成像特点
• 成像为倒立、缩小的像 • 成像的清晰度与光源的亮度、小孔的大小和物体的距离有关 • 成像的形状与物体的形状、小孔的形状和光源的位置有关
规律分析
• 当光源距离屏幕较远时,成像会变小;当光源距离屏幕较近时,成像会变大 • 当小孔较大时,成像的清晰度较低;当小孔较小时,成像的清晰度较高 • 当物体的形状与小孔的形状相似时,成像的形状较为清晰
• 准备实验材料,如光源、小孔、屏幕和物体 • 将光源放置在物体前方,使光线照射到物体上 • 将小孔放置在光源与屏幕之间,限制光线的传播方向 • 观察屏幕上的成像,记录成像特点
实验方法
• 通过改变小孔的大小、形状和位置,观察成像的变化 • 通过改变物体的形状、大小和距离,观察成像的变化 • 通过改变光源的大小、亮度和颜色,观察成像的变化
小孔成像实验
01
小孔成像实验的基本原理
光的直线传播与小孔成像
光的直线传播
• 光在传播过程中,沿直线传播 • 当光遇到障碍物时,会产生反射、折射等现象 • 光的直线传播是成像的基本原理
小孔成像
• 通过小孔观察物体,物体会在屏幕上形成倒立的像 • 小孔成像现象说明了光的直线传播原理 • 小孔成像实验是物理学中经典的成像实验
实验与实践的结合
实验与实践的结合
• 将小孔成像实验应用于实际生活中,如成像技术的应用 • 通过实验与实践的结合,提高学生的实践能力
实验与理论的结合
• 结合物理学理论,分析小孔成像实验现象和规律 • 提高学生的理论水平和科学素养
04
小孔成像实验的教学意义
培养学生的观察能力与实验技能
观察能力
• 通过观察屏幕上的成像,了解光的直线传播和小孔成像现象 • 培养学生的观察能力和实验技能
物理(心得)之对小孔成像实验的深度探究
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物理(心得)之对小孔成像实验的深度探究物理论文之对小孔成像实验的深度探究小孔成像实验对于“光的直线传播”的教学有非常好的作用,但教材中仅仅放在了书后的习题中作为习题出现,在信息库中有简单的说明,实验的探究性、对教学的意义大大降低,为了更好、更深入地挖掘其对教学的意义、对学生能力发展的作用,决定对此实验进行深度探究。
考虑到实验器材制作的材料生活中比较多,容易获取且制作简单,在学生周五放学时向学生布置了此项作业,要求学生自己制作、自己实验探究,周一回到学校时进行交流、展示,然后共同总结归纳小孔成像的相关性质。
学生提交的作品:有的使用纸筒(乐百氏)、有的使用方形的纸盒、有的使用药瓶(不透明)、有的使用矿泉水瓶(外层裹了不透明的纸)、更多的使用易拉罐,更有个别同学做出了可以拉伸的圆筒(两个易拉罐套装、两个长纸筒套装)且做了支架,很有创意。
学生交流:可以在半透明膜上看到烛焰倒立的像;小孔越小像越清晰。
从学生的交流情况来看,学生的探究并不深入,还只是存在于表面现象的认识,并没有进行深度的探讨和思索。
针对学生的问题,教师设计问题,引导学生思考并进行探究。
问题1:“半透明膜上的像的大小如何变化?是缩小的像还是放大的像?”问题一出,学生有些迟疑,有的说缩小的,有的说放大的,有的说不变,意见不统一。
“怎么办?”“实验检验!”学生动手实验,2分钟后,学生汇报探究结果。
学生1:可以是放大的,也可以是缩小的,像的大小是可以变化的。
当将蜡烛靠近小孔的时候,我们发现烛焰的像变大了,当将烛焰远离小孔时,我们发现像变小了,同时发现像的亮度也发生了改变。
学生2:我们也发现像的大小是可以改变的。
我们是这样做的“保持蜡烛不动,改变半透明膜到小孔的距离”,发现当把纸筒收缩时,看到烛焰的像变小,当把纸筒拉长时,看到烛焰的像变大。
其他组的同学也认可了这两种说法,在此基础上,教师设计问题“从上述的两个实验现象,你觉得像的大小与什么因素有关?”学生思考,然后教师再从理论上加以阐释、说明,师生共同归纳总结像的大小是可以变化的,不但与物体本身的大小有关,还与物体到小孔的距离和光屏到小孔的距离有关,达成共识“像可以是放大的,缩小的,也可以是等大的”问题2:“当小孔的大小发生变化时,像有何变化呢?”学生实验,教师提示在实验中要注意的问题“控制变量,即保持蜡烛和光屛到小孔的距离不变等,只改变小孔的大小”汇报实验结果:当小孔越大时,像越不清晰,最后只能得到一个光斑,不成像了。
光学演示实验的改进与体会(最全)word资料

光学演示实验的改进与体会(最全)word资料光学演示实验的改进与体会仙降镇中张海轮摘要:光学实验在科学教材中对于增强学生对光知识的理解与掌握有着非常重要的意义,但无论是教师演示光的一些实验还是学生活动探究光的实验,受到学校条件和地点、天气的影响非常明显,而且效果并不一定能达到师生所期望的,而笔者通过实践与思考对光的一些实验进行了改进,并有了一些创新的想法,利用学校常用的幻灯机以及常用工具,演示了光的色散、小孔成像、凸透镜成像规律以及照相机原理与眼睛成像特点及近视、远视的纠正,这对于加强学生对光的知识的理解和深化有非常重要的帮助作用。
关键词:光学实验演示改进体会初中科学是一门以实验为基础的科学,加强实验教学是提高科学教学质量的重要环节。
演示实验不同于其它任何实验,它是教师进行表演和操作的实验,给学生以生动、鲜明、直观而又深刻的印象,并在此基础上,经分析、综合、抽象、概括等思维加工过程,使学生获得知识的一种最有效的直观教学方法。
因此在实验过程中教师应结合学生实际情况和教师条件想办法创设相应的教学环境,激发学生学习、研究、思维、探索的兴趣,培养学生观察、分析、记忆、综合、实验、操作等能力。
一、问题的由来笔者在实施浙教版科学七年级下册的教学实践时,发现第一章《对环境的察觉》中,有很多有关光的知识的章节,牵涉到许多光学实验,这些实验总的来说在实际平时课堂中演示时或者让学生探究时常常出现以下几个问题:1、时间与天气影响实验的演示与效果。
如光的色散现象是一个非常具有吸引力的实验,学生对于这种彩虹般的现象是带有强烈的好奇心与探究欲的。
但想要在上课时按课本中活动的要求,利用盛有水的脸盆里斜着放一面镜子,来对着太阳光调节产生光的色散现象,想要这种效果展示给学生看是比较困难的,因为我们不可能将课堂搬到室外上,时间上与学校管理上都是不允许这样的事情发生,如果用图片和多媒体代替讲解学生的兴趣与可信度就大大降低;如果想通过窗户射进的阳光来演示,又要看老天爷的脸色了,况且这进光的色散现象投射在地上非常不明显,大部分学生会看不清楚现象,有可能会造成课堂的混乱,曾经用灯泡发出的光来替代阳光,但效果仍然不明显,所以这节课的演示问题就一直困扰着我,能不能找到一个替代阳光的光源,同时又能很好将其色散效果投射到屏幕上?2、学生的自觉性与能力会影响实验的进行在第四节《光和颜色》中有一个让学生探究小孔成像的活动,在实际操作中我们的学生几乎无法完成这项探究任务,这个实验本来并不是科学课程中才有的,原来的自然科学教材中就已经提到了,我觉得这个实验具有很浓厚的科学蕴含,如果能完成这个探究活动,有进行科学史教育的作用,又能培养其探究能力与兴趣,但在实际操作过程中,发现小孔现象用蜡烛在白天做出来的现象很难观察到,让学生去树林里找圆形的光斑,我觉得好象不太理想,学生好象对做这种事没有兴趣,教师在现有的教学体制下又不敢这样开放课堂,如果布置学生回家做农村学生往往自觉性不够强,总是草草了事,所以我就思考,能不能在学生探究的基础上对这个实验进行演示,当然现象最好能很清晰,又不需要暗室,能在班级里直接进行是最理想的。
小孔成像实验的改进
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2 .剪 出一个 长方 形 硬纸 条 ( 宽 略 小于 长方体 横 截 面 的 宽 ) ,在 其 宽 的 中 间线 上 用 大小 不 同 的 铁 钉
屏 , 看 能看 到什 么 。 看 如果 看 不清 , 拉 动 插 在 前 端 盖 子 里 的 长 纸 条 换
小 子 成 像 实 验 的 改 进 L
许 尤宏
成 其他 的 小 圆孔 , 到 看清 纸 屏 上 直
的影像 为止 。( 注意 : 察对 象为 高 观
亮 度 或 处 于 强 光 直 射 下 颜 色 对 比
室 内观 察 门窗 等 高亮 物体 , 能在 还
强 烈 的 室 外 光 线 环 境 下 观 察 阳光
图4
的 透 明 塑 料 纸
中 间 夹 一 层 手
直射 的 物体 成像 , 展 的学 生 观察 拓
活 动 的 范 围 , 强 观 察 活 动 的趣 味 增
性。
的 大 小 。 可 用 小 刀 沿 铁 钉 周 围
( 孔 器更好 ) 次 间隔 ( 于 小 窗 打 依 大 的 边 长 )钻 出孔 径 从 小 到 大 的 3 5 ~
个 槽 口, 宽 略小 于长 方 体横 截 面 用
长 的长 方 形 半 透 明材 料 插 入 其 中 并拉平整 , 固定 好 , 个 内 置 于 长 一 方 体盒 内的纸 屏就 做好 了。
相 机使 用 时 , 睛周 围的 光线 变 暗 眼
的 教 学 中 我 又 发 现 ,观 察 的 时 候 为
我们 平 常说 的 “ 焦” 调 。于是 我又 对
高中光学部分创新实验改编

光学部分创新实验的设计与应用实验一:光的色散实验演示改进(1)、实验仪器三棱镜、幻灯机、带有宽约5毫米,长约5厘米的狭缝的不透光的硬纸板,木块。
(2)、演示方法启动幻灯机,将带有狭缝的纸板放在投影仪上,只有一束白光从狭疑射,作适当调节,以便演示。
将棱镜的底面朝下,并调整白光的入射角度。
使光经折射后投影到屏上,并出现了光的色散现象。
(3)、演示效果学生注意观察各色光的排列顺序,光的颜色红橙黄绿蓝靛紫(如图2)所示。
(4)、问题思考:如果将三棱镜的底面朝上,会有什么现象?调节幻灯机上的平面镜,将通过狭缝的白光反射到较低的位置,问学生:若要使这束光折射到屏上,三棱镜的底面应该朝向哪里?学生会回答:底面朝上。
又问:此时光谱的红色。
紫色的位置分别的哪里?学生经过思考会回答:紫光在上,经在下。
于是将棱境的底面朝上并调整白光的入射角度。
使光经折射后投影到屏上,出现了光的色散现象,并证实了学生的回答是正确的。
在投影演示中,同学们通过对光的色散的观察、思考和再证实,加深了棱镜在改变光的传播方向的作用的理解,对光的色散有了进一步的认识,升华了本节课的教学目的。
实验二、小孔成像演示的改进(1)、实验仪器带小孔的光屏、幻灯机(改装)、挖空一只蜡烛形状的不透光的硬纸板,光具座。
(2)、演示方法启动幻灯机,将挖有蜡烛形状的纸板贴在幻灯机上,并立起来(如图1)所示,对着带小孔的光屏照射,光具座上的另一个玻璃光屏就出现了缩小倒立的像,如果在远处放一个大的屏幕,就会出现放大的倒立的像。
(3)、演示效果:小孔所成的像可大可小,而且总是倒立的。
(如图4、图5)(4)、问题思考:①如果将小孔换成别的形状(如三角形或不规则形状),会有不同的现象吗?②媒体介绍小孔成像的历史背景,进行科学教育史教育。
③小孔成像的原理是什么?小孔的直径到底多大才能成像,为何大的孔无法成像?实验三:光速测量实验从 16 世纪伽利略第一次尝试测量光速以来,各个时期人们都采用最先进的技术来测量光速。
小孔成像实验改进与创新
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小孔成像实验改进与创新作者:朱曙明来源:《物理教学探讨》2017年第05期摘要:利用身边简易的材料自制实验仪器,对小孔成像实验进行改进和创新,以增强实验的精确性、可見性和可操作性,使学生在教室光线较强的情况下也能清楚地观察小孔成像的特点,加深学生对小孔成像特点的理解,同时提高教师和学生的实验设计与创新能力。
利用生活中的简易器材自制教具辅助实验教学,体现“小实验,大道理“的实验思想,发挥小实验的“物理营养”,最大限度地挖掘资源的实验功能和教育教学价值。
关键词:小孔成像;改进与创新;自制实验教具中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2017)5-0005-3小孔成像是光在同种均匀介质中沿直线传播的一个实例,比如太阳透过树荫在地上形成的一个个小光斑,这是大家熟知的现象。
其实,中国古代科学家对小孔成像现象进行过比较深入的研究,如战国时期墨子(前478—前392)的《墨经》一书中记载了我国古代用针孔成像的光学实验(见图1),墨子提出小孔成像的光学原理,并给予了准确的解释。
[1]小孔成像实验是初中物理光学实验之一,不同版本教材对小孔成像实验的制作方法比较类似,一般都是采用易拉罐和半透明纸制作完成(见图2)。
有部分教师也引导学生用纸杯制作简易的小孔成像仪器,在纸杯底部打上小孔,然后再在纸杯口用橡皮筋固定半透明纸。
但这些实验器材的实验效果很不明显,实验研究的结果比较单一,不能让学生对小孔成像的特点有真正的认识。
针对这种现象,笔者利用硬纸盒做一个简单的教具,克服了以往实验中实验室强光对小孔成像效果的影响,即便在开灯的情况下也能清晰地观察小孔成像的特征,而且还可以通过改变小孔的形状,进一步探究小孔成像是否与孔的形状有关。
下面笔者将详细地介绍利用自制仪器观察小孔成像的过程。
1 制作教具(1)准备材料4个长×宽×高为40 cm×25 cm×30 cm的硬纸盒,“F”字光源,半透明纸1张,黑色胶带,透明塑料宽胶带,泡沫厚双面胶,6块纽扣磁铁。
《小孔成像实验》的改进与创新教学提纲
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《小孔成像实验》的改进与创新《小孔成像实验》的改进与创新一、《小孔成像实验》的改进与创新的背景在教学过程中每当给学生演示或让学生自己完成小孔成像实验的效果都不好,白天上课时演示效果不好,而且有的角度无法观察到现象,要求学生自己完成时,很少有人能动手制作器材。
导致很多学生对小孔成像的特点模糊不清,比如像有放大的也有缩小的、像的形状与孔的形状无关等。
为此,我利用晚自习的时间,教学生在纸上扎几个大小不一、形状不一的小孔(孔径大约2mm),在教室的墙面上成像,观察小孔成像的特点,效果很好。
我而小孔成像的探究问题远不止像的大小、倒正、虚实、与孔形的关系,还有很多探究问题,如:对孔径的要求(是不是只有孔径1到3mm的才能成像?)、像的清晰度、亮度等。
为补充这些探究问题,结合中学生的知识层面,我做了一些改进和创新。
教材中“小孔成像实验”的不足:(1)实验器材需要去盖的易拉罐盒和半透明薄膜,制作过程虽然简单,但易拉罐硬度大,去盖、扎孔比较麻烦。
(2)半透明薄膜只有易拉罐盖那么大,无论两人配合还是一人操作都难以将蜡焰、小孔、光屏的中心调整到同一直线上,因此找到像很不容易。
(3)像距的固定、光屏大小的限制影响了观察像的大小的变化规律,导致学生对小孔成的像的特点理解不到位,实验后很多学生只知道小孔所成像为倒立的实像,不知道像的大小变化规律,有的甚至误认为小孔成的像都是缩小的。
(4)小孔成像的形状与孔的形状无关不能验证。
改进和创新实验的优点:(1)借助白墙面做光屏,用不透明的纸板扎孔做小孔屏(如课本的封皮等),器材更简单、更方便。
对于学生而言,比起易拉罐盖,纸张更容易做各种大小和形状不同的小孔,实验中可以观察到像的形状与孔的形状无关。
(2)用墙面替代半透明薄膜,成像效果不但明显,最主要的是面积大,不存在调节高度的问题,只要距离调节好就能看到像。
(3)物距、像距都可以改变,学生能直接观察到像的大小是可以改变的,并且不是单一的缩小或放大,而是随物距和像距的改变而改变。
对中学“小孔成像”探究实验的补充

教学反思新课程NEW CURRICULUM物理是一门以实验为基础的学科,很多定义、定律都是建立在大量的实验之上。
实验可以培养学生的实验思维、实验技能和实验能力,促使学生更深刻、更牢固地掌握物理规律,激励学生热爱科学,培养科学素质,建立正确的世界观。
因此,物理实验在整个物理教学中起着非常重要的作用,是学生掌握知识与能力发展不可缺少的一个重要环节。
在人教版八年级物理上册第四章第一节“光的直线传播”这节中给出了“小孔成像”的实验,除了帮助学生理解光沿直线传播,还要求学生知道小孔成像的一些规律,如:像的正倒、虚实、大小、像的形状与孔形的关系等。
在教学过程中,起初我按照课本的实验方法制作器材,在课堂上演示,但由于白天光线太强,而且有的角度无法观察到现象,所以效果很不好,我又要求学生自己完成实验,但很少有人能动手制作器材。
导致很多学生对小孔成像的特点模糊不清,比如,像有放大的也有缩小的、像的形状与孔的形状无关等。
为了弥补实验的不足,我只好画光路图为学生讲解,这种方法虽然能解决像的倒立、实像、放大、缩小的规律,但不能解释像的形状与孔形无关,而且方法枯燥、复杂,只有少数学习程度好的学生能理解,还是免不了让学生死记硬背。
实验不能为学习服务,相反给学生带来了负担。
作为教师的我也很苦恼,怎样使实验变得既简单又能说明问题呢?生活中到处都有物理,到处都能学习,只要你肯留意。
几次不经意间,让我走出了困境,找到了实验方法的改进和创新。
有一次晚自习,我看见一个学生很无聊,她拿着圆规在纸上不停地扎,扎了很多小洞。
出于本能,我叫她到办公室谈心。
办公室电灯坏了,正好学习“小孔成像”这部分内容,有蜡烛,我们点燃了蜡烛。
当我看到点燃的蜡烛时,心中突然有了一个想法!我没有和学生谈学习、谈生活,而是让她把自己的“杰作”拿来,学生很疑惑,我只是神秘地一笑。
当我们把纸放在点燃的蜡烛和墙面之间,调节距离后,发现了一个让我兴奋、让学生目瞪口呆的现象———墙面上出现了好几个蜡焰倒立的像!改变距离发现像有时放大有时缩小,还能发现像都一样大!学生激动地说:“老师,小孔成像!真奇妙!”我终于发现了,小孔成像实验原来如此简单、如此形象!我们师生共同发现了这一创新。
小孔成像实验改进与创新[Word文档]
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小孔成像实验改进与创新关键字:小孔成像实验改进与创新本文为Word文档,感谢你的关注!摘要:利用身边简易的材料自制实验仪器,对小孔成像实验进行改进和创新,以增强实验的精确性、可�性和可操作性,使学生在教室光线较强的情况下也能清楚地观察小孔成像的特点,加深学生对小孔成像特点的理解,同时提高教师和学生的实验设计与创新能力。
利用生活中的简易器材自制教具辅助实验教学,体现“小实验,大道理“的实验思想,发挥小实验的“物理营养”,最大限度地挖掘资源的实验功能和教育教学价值。
关键词:小孔成像;改进与创新;自制实验教具G633.7 A 1003-6148(2017)5-0005-3小孔成像是光在同种均匀介质中沿直线传播的一个实例,比如太阳透过树荫在地上形成的一个个小光斑,这是大家熟知的现象。
其实,中国古代科学家对小孔成像现象进行过比较深入的研究,如战国时期墨子(前478―前392)的《墨经》一书中记载了我国古代用针孔成像的光学实验(见图1),墨子提出小孔成像的光学原理,并给予了准确的解释。
[1]小孔成像实验是初中物理光学实验之一,不同版本教材对小孔成像实验的制作方法比较类似,一般都是采用易拉罐和半透明纸制作完成(见图2)。
有部分教师也引导学生用纸杯制作简易的小孔成像仪器,在纸杯底部打上小孔,然后再在纸杯口用橡皮筋固定半透明纸。
但这些实验器材的实验效果很不明显,实验研究的结果比较单一,不能让学生对小孔成像的特点有真正的认识。
针对这种现象,笔者利用硬纸盒做一个简单的教具,克服了以往实验中实验室强光对小孔成像效果的影响,即便在开灯的情况下也能清晰地观察小孔成像的特征,而且还可以通过改变小孔的形状,进一步探究小孔成像是否与孔的形状有关。
下面笔者将详细地介绍利用自制仪器观察小孔成像的过程。
1 制作教具(1)准备材料4个长×宽×高为40 cm×25 cm×30 cm的硬纸盒,“F”字光源,半透明纸1张,黑色胶带,透明塑料宽胶带,泡沫厚双面胶,6块纽扣磁铁。
探究小孔成像实验研究报告
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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.照相机半透膜上地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?b5E2R。
一:探究像地清晰度实验
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:
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
像地大小
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,成地像越不清晰.(2)
分析和论证:小孔成像地原理是这样地:
假设当小孔足够小时,成一个这样地像:
又可发现,若L1,L3+L4=k不变、则 ,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,相机与物体地距离越大,像越小.(6)SixE2。
如此只要知道L1,L2,L3,L4中任意3个数地值,就能得出第4个数地值
总结
经过以上探究实验与论证,对于针孔照相机地小孔成像原理已有了一个充分地认识.
当L1=3cm,L2=5.2cm,L3=16cm,L4=28cm时
则作出猜想
论证:Emxvx。
如图1,AB∥CD,则∠BAO=∠CDO, ∠ABO=∠DCO
又∠AOB=∠DOC
则△AOB∽△DOC
则
则
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
大班科学教案小孔成像反思
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大班科学教案小孔成像反思一、引言科学教育是培养学生探究精神、观察能力和批判思维的重要途径之一。
在大班科学教学中,小孔成像是一个重要的实验项目,通过使用紧贴着炬光源的小孔,使光线通过小孔后在屏幕上形成倒立的小孔图像,引发孩子们对光学现象的探究和思考。
然而,在实施小孔成像实验项目时,我们常常只注重让学生了解成像规律,而忽视了引发学生思辨能力的培养。
本文将围绕大班科学教案中小孔成像实验的反思展开讨论,探索如何在实践中启发学生的思维。
二、缺乏问题意识小孔成像实验中,我们往往只侧重于让学生掌握光线经小孔成像后的倒立原理,而忽略了对学生问题意识的培养。
导致学生只是机械地观察成像现象,缺乏主动思考和提问的能力。
我们应该引导学生思考如下问题:为什么光线会经过小孔后在屏幕上形成倒立的图像?为什么小孔越小,成像越清晰?这些问题将引导学生关注实验现象背后的规律和原因。
三、缺乏探究能力的培养小孔成像实验常常是通过教师演示的方式进行,学生作为观察者,缺乏实际操作和探究的机会,从而导致他们缺乏实践和发现问题的能力。
我们可以通过以下方式培养学生的探究能力:1. 激发学生的观察兴趣:在实验前,可以通过一些有趣的引导问题,激发学生对成像现象的观察兴趣。
例如:“你们有没有看到什么有趣的现象?为什么会发生这样的现象?”2. 提供实践机会:可以组织小组活动,让学生亲自操作小孔成像实验。
每个小组可以设计不同的实验条件和观察指标,并记录实验结果和发现。
3. 引导学生提出问题:在实验过程中,鼓励学生自主提出问题并进行讨论。
指导学生思考现象背后的原因,并引导他们尝试找到问题答案的途径。
四、缺乏批判思维能力的培养小孔成像实验作为经典的实验项目之一,虽然观察到的现象是稳定的,但我们需要培养学生批判思维和动手实践的能力。
以下是几点可以启发学生批判思考的方法:1. 引导学生进行比较和归纳:在小孔成像实验后,可以组织学生进行小组讨论,比较不同小孔直径或不同光源距离对成像的影响。
小孔成像创新实验方法、
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小孔成像演示装置仪一.实验设计意图1.《小孔成像》是《光的传播》中的教学活动。
实验目的1、通过本实验理解光的直线传播原理;2、探究小孔成像的规律二、实验材料:蜡烛、磨砂玻璃、白色屏板2、实验原型及不足之处实验原型教材中原有的实验是:在三张长方形卡纸的同一位置打一个大小约为一枚硬币的小孔,然后把这三张卡纸分别用夹子夹住横立在桌上,每张卡纸之间间隔15 厘米,排成整齐的一列,使卡纸的小孔在同一直线上。
在最后一张卡纸之后约15 厘米的地方,再放一张没有打孔的卡纸作为屏。
把手电筒放置在离自己最近的卡纸前,让手电筒的光射进小孔,学生就可以在纸屏上观察到光斑。
这时,如果将第二或第三张卡纸向左或向右移动5 厘米,同样用手电筒的光对准离自己最近的卡纸的小孔,学生就不能在纸屏上观察到光斑。
实验旨在让学生明白光的传播路线是直线。
实验的不足之处A. 不直观。
白天光线强烈,学生不能直观地看到光的传播路线。
B. 难操作。
实验道具难做精确,三孔难以对齐。
C. 不全面。
该实验只证明了光在空气中沿直线传播, 没有证明其在液体、固体俩种物质形态中的传播路径。
D. 实验器材比较常见,学生对这些天天见到的物体提不起兴趣,不能激发探究热情。
二、实验原型的不足之处1、白天上课时,一般阳光比较强烈,不易观察到烛焰的像;2、由于空罐前后距离较短,很难观察到烛焰的各种成像情况;3.一次性吸管学生反复吹,不够卫生,用后丢弃造成环境污染和资源浪费。
4.学生气息不足,很难将水顺利吹出来,现象不明显。
5.如果杯子接触水面时没有垂直,很难达到理想的效果。
6.学生在操作时很容易把纸团掉入水中,浪费纸张,不利于环保。
三.实验创新与改进之处一、实验名称:小孔成像二、实验目的:小孔成像的特点三、实验所需器材:八宝粥空瓶一只、薄膜、纸杯四、实验装置及说明:五、实验操作步骤:1.将八宝粥空瓶有口的一端割掉,扎上薄膜;将纸杯去底,套在有薄膜的一端;八宝粥空瓶的另一端扎上小孔;2.点燃蜡烛,将有空的一端对准烛焰,调节距离,直到在薄膜上看到烛焰的像;3.调节孔与烛焰的位置,再观察像的变化。
小孔成像装置的改进及使用
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2019年第10期教育教学2SCIENCE FANS 在教学八年级物理“光的直线传播”这一内容时,小孔成像现象激发了学生强烈的好奇心。
有的学生按书后习题用易拉罐做起了小孔成像装置,想观察小孔成像这一有趣的实验现象,结果在课堂上拿出来展示时,实验现象并不明显。
为了保持学生浓烈的学习兴趣,培养动手创新能力,笔者鼓励并指导学生改进了这个实验装置。
利用新装置成功地观察到了清晰的像,还能探究小孔成像相关的一系列问题。
1 原装置进行实验失败的原因分析1.1 小孔尺寸过小或过大小孔极小时,像模糊不清。
因为小孔的线度太小,和光的波长可比时,此时通过小孔的光将不再直线传播,而是要发生衍射,这时的光学现象已经超出了小孔成像的范围。
小孔较小时,从一个发光点发出的大量光束中,只有很细的一束通过小孔,其他发光点发出的光束大多不与它相重叠,所以像比较清晰;若进入小孔的光线太弱,成像太暗而无法看清楚[1]。
小孔较大时,一个发光点发出的光线可以达到多处,多个发光点发出的光线相互重叠,图像就会变得不那么清晰,所成的像被射进筒内的大量的光线形成的光斑给对比下去了。
学生在制作过程中,由于对小孔的尺度“小”还没有正确的认识,打了一只较小或者较大的孔,就观察不到清晰的像[2]。
适当的选择小孔尺寸,是得到清晰图像的 关键。
1.2 光屏和小孔的距离太近或者太远学生在用易拉罐制作小孔成像装置时,将罐体截去了一半,留下一小段作为材料制作,这样做出来的小孔成像装置,光屏距离小孔位置太近,用它对物体进行观察时,光屏上会有一个小而模糊的像,同时还会出现一个与孔形状相同的亮斑。
有学生嫌弃易拉罐在制作过程中不容易剪切打孔,选择了薯片罐替代。
使用长筒薯片罐制作小孔成像装置的同学,在用制作好的装置对教室边的窗户进行观察时,得不到清晰的像。
此种情况是因为光屏距离小孔太远,而被观察的物体尺寸较大,通过小孔的光直线传播不到光屏上,成不了清晰的像。
1.3 被观察物体较暗或者光屏所处环境过亮小孔成像成功的必要条件是小孔要“小”,故能通过小孔的光线量自然很少,实际光屏上像是相当暗淡的。
B4《小孔成像》支持的发现与解决问题活动案例
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B4技术支持的发现与解决问题教学案例《小孔成像》一、问题情境:小孔成像的原理是光的直线传播,在这个现象中,光是如何沿直线传播的,学生并不是很清楚。
而对于小孔成像所成的实像为什么是倒立的,什么时候成的像比较大,什么时候成的像比较小?这些都是学生比较疑惑的问题。
二、学生解决问题的过程:1.打开希沃白板5的仿真实验室;2.学习熟悉仿真实验室的操作,教师给学生介绍仿真实验室的界面及各项功能;3.针对提出的问题,进行仿真实验;4.根据实验结果,学生进行讨论,得出实验的结论。
三、学生自主学习过程:1.观察小孔成像的光路图,理解为什么像是倒立的;2.前后移动暗盒,观察像的大小的变化;3.前后移动蜡烛,观察像的大小的变化;4.左右移动暗盒位置,观察蜡烛的像位置的变化。
四、教师支持:1.帮助学生了解实验过程,培训学生操作仿真实验软件;2.对学生实验操作的结果给予评价,帮助学生得出实验结论。
五、信息技术的作用:1.物理仿真实验通过计算机把实验设备、教学内容、教师指导和学生的操作有机地融合为一体,通过对实验环境的模拟,加强学生对实验的物理思想和方法、仪器的结构及原理的理解,并加强对仪器功能和使用方法的训练,培养设计思考能力和比较判断能力,可以达到实际实验难以实现的效果,实现了培养动手能力,学习实验技能,深化物理知识的目的。
2.在实验中仪器实现了模块化,学生可对提供的仪器进行选择和组合,用不同的方法完成同一实验目标,培养学生的设计思考能力和对不同实验方法的优劣、误差大小的比较、判断能力。
3.通过深入解剖教学过程,设计上充分体现教学思想的指导,使学生必须在理解的基础上认真思考才能正确操作,克服了实际实验中出现的盲目操作和实验"走过场"现象的缺点,使学生切实受益。
4.对实验的相关理论进行了演示和讲解,对实验的历史背景和意义,现代应用等方面都作了介绍,使仿真实验成为连接理论教学与实验教学,培养学生理论与实践相结合思维的一种崭新教学模式,可使实验教学的内涵在时间和空间上得到延伸。
探究小孔成像实验报告之欧阳科创编
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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。
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: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: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d=7mm d=5mmd=2mmd=1mmd<1mm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。
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《小孔成像实验》的改进与创新一、《小孔成像实验》的改进与创新的背景在教学过程中每当给学生演示或让学生自己完成小孔成像实验的效果都不好,白天上课时演示效果不好,而且有的角度无法观察到现象,要求学生自己完成时,很少有人能动手制作器材。
导致很多学生对小孔成像的特点模糊不清,比如像有放大的也有缩小的、像的形状与孔的形状无关等。
为此,我利用晚自习的时间,教学生在纸上扎几个大小不一、形状不一的小孔(孔径大约2mm),在教室的墙面上成像,观察小孔成像的特点,效果很好。
我而小孔成像的探究问题远不止像的大小、倒正、虚实、与孔形的关系,还有很多探究问题,如:对孔径的要求(是不是只有孔径1到3mm的才能成像?)、像的清晰度、亮度等。
为补充这些探究问题,结合中学生的知识层面,我做了一些改进和创新。
教材中“小孔成像实验”的不足:(1)实验器材需要去盖的易拉罐盒和半透明薄膜,制作过程虽然简单,但易拉罐硬度大,去盖、扎孔比较麻烦。
(2)半透明薄膜只有易拉罐盖那么大,无论两人配合还是一人操作都难以将蜡焰、小孔、光屏的中心调整到同一直线上,因此找到像很不容易。
(3)像距的固定、光屏大小的限制影响了观察像的大小的变化规律,导致学生对小孔成的像的特点理解不到位,实验后很多学生只知道小孔所成像为倒立的实像,不知道像的大小变化规律,有的甚至误认为小孔成的像都是缩小的。
(4)小孔成像的形状与孔的形状无关不能验证。
改进和创新实验的优点:(1)借助白墙面做光屏,用不透明的纸板扎孔做小孔屏(如课本的封皮等),器材更简单、更方便。
对于学生而言,比起易拉罐盖,纸张更容易做各种大小和形状不同的小孔,实验中可以观察到像的形状与孔的形状无关。
(2)用墙面替代半透明薄膜,成像效果不但明显,最主要的是面积大,不存在调节高度的问题,只要距离调节好就能看到像。
(3)物距、像距都可以改变,学生能直接观察到像的大小是可以改变的,并且不是单一的缩小或放大,而是随物距和像距的改变而改变。
(4)不受地点和器材的限制,学生可走出教室进行实验,提高学习兴趣。
二、简要阐述改进和创新的实验(说明:由于蜡光等因素的影响,录像和照片效果比真实情况差)利用光具座探究小孔成像的规律利用墙面做光屏观察小孔成像的特点部分实验器材:大小和形状不同的小孔大孔光具座实验一:利用墙面做光屏探究小孔成像的特点过程:利用墙面做光屏,在纸上扎大小、形状不同的孔,在暗室或晚上点燃蜡烛,改变物距、像距,观察像的特点。
现象:倒立的实像,大小随物距、像距改变像的大小、形状一样,亮度不一样结论:1、小孔成倒立的实像;2、像有放大的也有缩小的,大小与物距、像距有关,与孔的大小无关。
当物距一定时,像距越大像越大;当像距一定时,物距越小像越大;3、像的形状与孔的形状无关,决定于物体的形状。
优点:是器材简单,不受实验地点的限制,学生可以在家随时完成。
而且效果很明显,像距大小可以变化,能明显观察到大小变化的像,像的形状和孔形无关。
实验二:利用蜡烛、日光灯、窗户、太阳做成像物体探究小孔成像的特点过程:在纸上扎大小不同的孔,控制好条件,分别成蜡烛、日光灯、窗户、太阳的像,观察像的特点,找不同情况下对孔径的要求、像的亮度、清晰度的影响因素。
现象:桌面上分别观察形状、大小(指长度)一样的日光灯的像,孔越大越亮,孔太小观察不到像的原因是亮度太低。
像的大小、形状一样;孔大的亮观察到7个窗户的像度高,清晰度低;孔径大的对像距要求大。
结论:1、像的形状决定于物体的形状,与孔的形状无关;2、像的亮度与周围光线、孔的大小、物体本身的亮度有关,在其他条件相同时,周围光线越暗、孔越大、来自物体光线越强,亮度越高;反之亮度越暗。
3、像的清晰度与孔的大小、物距、像距有关,在其他条件相同时,孔径越小、物距越小、像距越大时,像的清晰度越高;反之清晰度越低。
4、孔的大小不一定,对不同的物体有不同的要求,一般规律是小物体、弱光源,应该在小距离范围内用孔径小的孔才能成像,比如蜡烛在10cm左右范围用2—3mm孔径效果好。
优点:生活中有很多小孔成像的实例,提高学生的兴趣。
此实验物体尺寸从小到大,不但能验证实验一的结论,而且能得到像的亮度、清晰度、对孔径大小要求的一般规律,补充实验一的不足。
实验三:利用光具座探究小孔成像的规律过程:在暗室内将蜡烛、小孔屏、光屏依次固定在光具座上点燃蜡烛,改变物距、像距,观察像的特点。
比较像放大、等大、缩小时的物距和像距的大小。
并观察孔形对像的形状是否影响。
现象:物距大于像距,像缩小物距等于像距,像等大物距小于像距,像放大观察到7个形状、大小一样的像结论:1、小孔成倒立的实像;2、物距大于像距时,成缩小的像;物距等于像距时,成等大的像;物距小于像距时,成放大的像。
3、像的形状、大小与孔的形状、大小无关。
优点:利用“探究凸透镜成像规律”的实验改进后做小孔实验,器材固定,能够测量物距、像距,得出像的放大、缩小与物距像距的关系。
三、改进和创新实验的分析、具体步骤、理论分析【理论依据】光在同种均用的介质中沿直线传播【光路图】实验一:利用墙面做光屏探究小孔成像的特点【实验名称】利用墙面做光屏探究小孔成像的特点【准备工作】小孔屏的制作:准备两个不透光的白色纸板,如课本的封皮等,其中一个纸板上打一个孔径为2mm的圆孔(后面叙述中称为“1号小孔屏”),另一个纸板上打孔径分别为小于1mm、等于1 mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm的圆孔,孔径为3mm的正方孔和三角孔(后面叙述中称为“2号小孔屏”)。
1号小孔屏 2号小孔屏【实验器材】蜡烛、小孔屏、光屏(白墙面或白纸均可)、打火机【实验目的】1、观察小孔成像的特点,包括正倒、虚实、大小变化规律。
2、像的形状与孔的形状之间的关系。
【实验过程】1、在暗室中点燃蜡烛,把1、2号小孔屏放在蜡烛和墙面的中间,调节距离可观察一个清晰、倒立的蜡焰的像。
2、保持孔屏与墙面的距离(即像距)不变纸,改变蜡烛与孔屏的距离(即物距);保持蜡烛和孔屏之间的距离(即物距)不变,同时改变蜡烛和小孔屏到墙面的距离(即像距),观察像的大小变化规律。
观察到像的大小可以改变,有时放大有时缩小,与物距、像距有关,物距一定时,像距越大像越大,像距一定是时,物距越小像越大。
3、换用2号孔屏并调节距离,当物距大约为5cm、像距大约为5cm时,在墙面上看到8个清晰度、亮度不一样的蜡焰的像,像的大小都一样,只是亮度不一样,孔太大或太小都不能成像。
其中孔径3mm的圆孔、方孔、三角孔所成的像的形状一样。
倒立的实像像的大小、形状一样,亮度不一样【实验结论】1、小孔成倒立的实像;2、像有放大的也有缩小的,大小与物距、像距有关,与孔的大小无关。
当物距一定时,像距越大像越大;当像距一定时,物距越小像越大;3、像的形状与孔的形状无关,决定于物体的形状。
【本实验反思】1、注意事项:本实验中小孔屏要选择透光度低的纸板,在光线暗的环境中进行效果明显。
2、存在的不足:用蜡烛做成像物体光线暗、不稳定,像物大小无法定量测量,实验器材没有固定,无法定量测出物距和像距,不能进一步找出像的大小与物距、像距的具体关系。
3、发现的新问题:改变物距或像距时,不但发现了像的大小在改变,同时发现像的亮度、清晰度也在改变,孔的大小不一样,像的亮度、清晰度也不一样,而对孔的大小也没有明确的分界点。
孔径为2mm和3mm的最容易调节出像,当孔径为2mm和3mm的小孔能成像时,孔径小于1mm的不能成像,但把物距、像距调节的很小时(大约都为5mm),孔径小于1mm的能成像,而其他小孔则在墙面上呈现了与之形状相同的亮斑点。
当物距、像距增大后,距离调节到一定程度,大孔能成像时小孔不能成像。
4、由本实验后提出的新的探究问题:(1)像的大小与物距像距有什么定量关系?(3)对孔的大小有怎样的要求?针对以上实验的不足和提出的新问题我设计了两个实验,可以弥补不足、解决新的探究问题、证实已有的结论。
实验二:利用蜡烛、日光灯、窗户、太阳做成像物体探究小孔成像的特点【实验名称】探究小孔成像的特点【准备工作】1、2号小孔屏的制作同上。
在一张纸上剪出孔径为10mm、30mm、50mm的圆孔为3号小孔屏,在另一张纸上剪出孔径10mm、30mm、50mm的正方形孔为4号小孔屏。
3号小孔屏 4号小孔屏【实验器材】蜡烛、小孔屏、光屏(白墙面、白纸、桌面)、打火机【实验目的】1、像的形状与什么因素有关?3、对孔径的大小有什么要求?【实验过程】1、用蜡烛做成像物体,墙面做光屏。
(1)在暗室中点燃蜡烛,把1号小孔屏放在蜡烛和墙面的中间,调节距离可观察一个清晰、倒立的蜡焰的像。
改变物距和像距,观察像的亮度、清晰度的变化情况,发现在一定范围内,物距一定时(5cm),像距越大,像越暗、越清晰,当像距大于30cm时,墙面上看不到像。
当像距一定时(5cm),物距越大,像越暗、越清晰,当物距大于100cm时,墙面上看不到像。
(2)保持其他条件不变,开、关室内电灯(或拉开、拉合窗帘),观察像的亮度变化,发现周围光线越暗,像的亮度越大,越清楚。
(3)换用2号孔屏。
发现当像距小到2mm左右时,孔径小于1mm的也能成像。
不断调整距离,找孔径等于1mm到等于6mm能成像的范围(指像距),实验证明对蜡烛而言,以上孔径各自能成像的范围不一样,在蜡烛距墙20cm时,孔径等于1mm的若能成像,像距需大于越0.5cm,孔径等于6mm的若能成像,像距需大于越15cm。
由此可见,在同种条件下若能成像,孔径越大要求像距越大。
同时观察到孔越大,像越亮,清晰度越低;像的大小一样,与孔的大小无关;像的形状与孔的形状无关。
物距一定,像距大的亮度低,清晰度高像的大小、形状一样;孔大的亮度高,清晰度低;孔径大的对像距要求大。
2、用日光灯做成像物体,桌面做光屏。
在暗室中打开一个日光灯,依次使用1、2、3号孔屏,在桌面上可以观察到日光的像。
不断调节小孔屏幕在桌面和灯之间的位置,找不同孔径能成像的范围。
发现在桌面和灯之间,孔径小于1mm的小孔在离桌面约1mm时可以成像,孔径为50mm的大孔离桌面约20mm时可以成像。
初步得出小孔径能观察到的条件是像距要足够小,像的亮度才能足够大,大孔径能成像的条件是像距要足够大。
同时观察到在其他条件相同时,孔越大,像越亮,清晰度越低;像的大小(指日光灯像的长度)一样,与孔的大小无关;像的形状与孔的形状无关。
打开其他日光灯(或打开其他窗帘),观察到像的亮度降低。
桌面上分别观察形状、大小(指长度)一样的日光灯的像,孔越大越亮,孔太小观察不到像的原因是亮度太低。
3、用窗户做成像物体,墙面做光屏。
在暗室中只打开一扇窗帘,依次使用1、2、3号孔屏,不断调节小孔屏与墙面的距离,找不同孔径能成像的范围。
发现1号孔屏距墙约2cm时能看到窗户的像,2号小孔屏距墙约3cm 时观察到7个清晰不一样的窗户的像。