一道“小孔成像”題的實驗探究
2008-01-01 00:00:00劉詠梅曹開錚
物理教學探討
2008年2期
蘇科版八年級（上冊）《物理補充習題》第33頁第8題：在紙上剪一個很小的“△”形孔，讓太陽光垂直照射到“△”形孔上，那么在地上形成的光斑是（ ）
A．“△”形的；
B．圓形的；
C．“▽”形的；
D．無法判斷。
原書所給答案是B，但學生對此題的答案有較大的分歧，我通過實驗對此題進行了探究。具體過程如下：
所需實驗器材：白紙、剪刀、刻度尺
探究方法：
1．在一張白紙上分別剪出邊長為1㎜、1.5㎜、2㎜和3㎜的三角形小孔，
2．讓太陽光垂直照射到“△”形孔上，觀察光屏上所形成的光斑。
實驗現象：
光源小孔的邊長/㎜光斑為“△”形時小孔與光屏的距離/cm光斑為“○”時小孔與光屏的距離/cm
太陽1小于4.5大于4.5
太陽1.5小于12.1大于12.1
太陽2小于14.1大于14.1
太陽3小于24.2大于24.2
說明 小孔與光屏的距離在所測量的數據左右時，光斑由“△”形向“○”過渡。
探究結論
太陽光垂直照射到“△”形孔上時，在地面上形成的光斑的形狀與像距的大小有關。小孔的邊長越大，要成圓形光斑，需要的像距越大。所以本題的正確選項應是D。
太陽光垂直照射到“△”形孔上時，當像距太較小時，在地上形成的光斑是“△”形外側的紙的影子；當像距的大小適度時，才是“○”的，即太陽的像。但它們都是靠“光的直線傳播”而成的像。這樣我們就不難理解太陽透過樹葉間的縫隙在地面上要形成圓形的“光斑”了，因為樹葉間的縫隙到地面的距離一般都比較大。
如果我們改用白熾燈作光源來進行實驗，讓燈光垂直照射到邊長為3㎜的“△”形孔上，當光源到小孔的距離為80cm，像距小于1.3cm時，光斑是“△”形的；像距略大于1.3cm時，光斑的形狀介于“△”形和燈絲的形狀之間，隨著像距的逐漸增大，光斑形狀越接近燈絲，直到像距大于19cm時，光斑才完全是燈絲的像。……
登錄APP查看全文
