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中考物理辅导光现象:细说小孔成像

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发表于 2016-6-28 22:41:12 | 显示全部楼层 |阅读模式
 在较暗的屋子里,把一支点燃的蜡烛放在一块半透明的塑料薄膜前面,在它们之间放一块钻有小孔的纸板。这时塑料薄膜上就出现了烛焰的倒立的像,这种现象叫做小孔成像,如图1所示。下面我们从四个方面论述一下这种现象。
       
          一、从光线方面说
       
          小孔成像是光的直线传播的直接证明,因为烛焰上某点发出的光射向四面八方,其中肯定有射向小孔的光线,这条光线会穿过小孔,射向光屏,从而在光屏上落下一个光斑,这个光斑的明暗、颜色都和烛焰上那个发光点相像。于是照在光屏上的许许多多光斑就组成了烛焰的像,如图1所示,这是个倒立的实像。但是是放大的还是缩小的呢?这就要看光屏离小孔的距离了,光屏与物体离小孔距离相等时,成等大的像,光屏离小孔越远,成的像就越大,离小孔越近,成的像就越小。
       
          二、从孔的大小方面说
       
          如果孔开得比较大,如图2所示,烛焰上某点发出的光就不止一束穿过小孔,这样在光屏上会留下若干个小光斑组成的较大光斑,许多大光斑组成的物体的像就变得模糊不清,所以小孔成像的孔不能开得太大。
       
          三、从孔的形状方面说
       
          小孔成像中小孔的形状是不是非要圆形,其它的形状行吗?如方形、三角形,由于小孔成像主要是利用一个让光线通过的小孔,能让光线通过且"小"就行,所以其它形状的小孔也是可以的。
       
          四、从能量方面说
       
          小孔所成像的能量全部来源来小孔中通过的光的能量,对于烛焰上的某一点来说,它的能量沿球状表面向外扩散,小孔中通过的只是烛焰上能量中很小的一部分,所以要想这个像能被人看到,应该让光屏这一侧处于暗处。所以自制的"针孔照相机"的光屏总是处于一个黑暗的盒子里以便观察,如图3所示。
       
          有人说,不会让进入小孔的光增加吗?如果你让进入小孔的光增加,只能把小孔开得大一些,这样,像又不清晰了。有时为了让像明亮些,我们通常采用让像小一些的方法,使微弱的光能不太分散,以提高亮度。
       
          五、从生活方面说
       
          小孔成像不止出现在特定的小制作上,生活中我们也有小孔成像的例子。如浓密树阴下的圆形光斑,就是太阳经树叶缝隙而在地面上形成的像。
       
          六、从像与影的不同方面说
       
          影是由于光射到不透明的物体上而在其后留下的阴影区域,它也是光沿直线传播的有力证据,虽然影与物也有相似之处,但它与像却有着本质的区别,影子只有大小轮廓的相似,而像不但轮廓一样,其色彩与物体都是一样的。
       

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