关于“小孔成像” 的实验报告

809 樊义哲

BY 樊义哲 4# Ethan Fan

在生活中，我们经常会发现一些有趣的现象

这分别是晴天，太阳照在树上投射下的光斑和出现日食时，太阳照在树上投射下的光斑。

我们不禁会发出疑问：无论是晴天还是出现日全食的时候，树叶之间的空隙都不是圆形或月牙形，这是为什么呢？

于是，一回家，我便马上翻箱倒柜找出实验器材开始做实验。

实验器材：手电筒，台灯，白纸若干张，剪刀。

实验一：探究小孔形状对光斑形状的影响。

提出问题：光斑形状与小孔形状有关吗？

提出假设：光斑形状与小孔形状有关。

实验步骤：

1.取两张纸，分别用剪刀剪出两个同样大小的圆形和矩形。

2.在桌面上放置白纸做成的光屏。

3.在相同高度放置两个小孔和手电筒。

4.观察，记录，对比实验结果，得出结论。

不难发现，虽然小孔的形状不同，但是光斑的形状无较大差异。由此可得出结论：

在小孔成像中，光斑形状与小孔形状无关。

那么我又不禁发出疑问：光源形状与光斑形状有关吗？

实验二：探究光源形状对光斑形状的影响。

提出问题：光斑形状与光源形状有关吗？

提出假设：光斑形状与光源形状有关。

实验步骤：

1.取一张纸，用剪刀剪出一个圆形。

2.在桌面上放置白纸做成的光屏。

3.在相同高度放置小孔，手电筒和台灯。

4.观察，记录，对比实验结果，得出结论。

可以看出，光源的形状不同，会导致光斑的形状有很大差异。由此可得出结论：

在小孔成像中，光斑形状与光源形状有关，即呈现光源形状。

那么，光斑大小又有怎样的特征呢？



实验三：探究光源距离对光斑大小的影响。

提出问题：光斑大小与光源距离有关吗？

提出假设：光斑大小与光源距离有关。

实验步骤：

1.在相同高度放置小孔，把手电筒分别放在三个不同的高度。其余步骤同实验二。

2.观察，记录，对比实验结果，得出结论。

由此可知，光源的距离不同，会导致光斑的大小有变化。由此可得出结论：

在小孔成像中，光斑大小与光源距离有关。

在小孔到光屏的距离相同时，

光源距离小孔的距离越大，光斑越小。

光源距离小孔的距离越小，光斑越大。

我们可以画出这三个图像的光路图：

这三个光路图也反映了刚才的结论。

而且，由下图可得推论：

ΔABC与ΔA'B'C构成相似三角形。

AB:A'B'=AC:A'C=BC:B'C

像的大小L'与物体的实际大小L，光屏到小孔的距离d'和物体小孔的距离d，满足相似比。

由此图：

在小孔很大时，无法进行小孔成像。

光斑大小，形状，随小孔的改变而改变。

可得小孔成像条件：

只有小孔足够小的时候才能成像。

小孔成像的总结：

1.原因：光的直线传播。

2.只有小孔足够小的时候才能成像。

3.小孔成像成倒立的实像。像的形状与物体形状相似，与小孔形状无关。