理解針孔成像的規律,理解物點和像點的壹壹對應關系。
儀器和設備
蠟燭,小孔屏幕(孔徑1-3毫米),磨砂玻璃屏幕。
實驗法
1.如圖2.2-1所示放置蠟燭、小孔屏風和毛玻璃屏風。點燃蠟燭,調整蠟燭和屏幕的高度,使火焰中心、孔和蠟燭的磨砂玻璃屏幕大致在壹條直線上。蠟燭與小孔屏之間的距離不宜過大。調整後,您可以在落地玻璃屏幕上看到蠟燭火焰倒掛的真實圖像。
2.移動蠟燭或磨砂玻璃屏幕的位置,可以看到蠟燭離孔越近或磨砂玻璃屏幕離孔越遠,圖像就會越大。
需要註意的事項
1.有了演示,就要畫出針孔成像的光路圖,用光的線性傳播規律來解釋針孔變成倒像實像和物點與像點的壹壹對應關系。
2.孔的大小和物體與孔之間的距離應適當,以確保真實圖像清晰並具有壹定的亮度。壹般來說,光圈越小,圖像越清晰,圖像亮度越差;光圈越大,物體與小孔屏幕之間的距離越大。
3.磨砂玻璃屏幕的粗糙表面與小孔相對應,因此觀察者可以從屏幕粗糙表面上的光線漫反射或從磨砂玻璃屏幕透射的光線中看到真實的圖像。
4.這個實驗應該在暗室裏進行。
參考數據
用幾個小燈泡組成如圖2.2-2所示的圖案,用它代替蠟燭作為物屏做針孔成像實驗。
如圖2.2-3所示排列物屏、針孔屏和毛玻璃屏,使它們的中心大致在壹條直線上。依次點亮物體屏幕上的小燈泡。例如,從箭頭尾部的燈泡開始,可以看到小的圓形光點依次出現在磨砂玻璃屏幕上,直到屏幕上顯示出與物體相似的圖案。這個實驗可以直觀地看到物點和像點的壹壹對應關系。實驗中使用的小孔的孔徑可以更大,以增加圖像的亮度。
思考問題
根據光的線性傳播定律,證明了像長和物長之比等於像和物距孔屏的距離之比。