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小孔成像实验报告
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上传时间: 2014-08-30
上传者: admin
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小孔成象测量太阳直径
用一个带有小孔的板遮挡在屏幕与物之间，屏幕上就会形成物的倒像，我们把这样的现象叫小孔成像。这种现象反映了光沿直线传播的性质。大约两千四五百年以前，我国的学者—－墨翟（墨子）和他的学生，做了世界上第一个小孔成倒像的实验，解释了小孔成倒像的原因，指出了光的直线进行的性质。这是对光直线传播的第一次科学解释。
实验目的
使学生掌握小孔成像的原理。
2、培养学生的观察能力和分析综合能力，使他们能用小孔成像解释生活中的相关现象
3、培养学生认真细致的科学态度，使学生体会到自然事物是有规律的、相互联系的
实验原理
小孔成像原理：光在同一均匀介质中沿直线传播。
如图
假设知道小孔S到太阳的距离L，再可以测出小孔S到屏的距离L′，再测出直径d，由几何关系，（D为太阳直径）
故太阳的直径
实验材料：
白纸，刻度尺，
实验步骤
在阳光射入窗户的时候,用一块戳有一个小孔的厚纸板放在窗户旁的水平横栏上，遮住太阳光,让太阳的像显示在一张白纸上(应使纸和太阳光垂直),用尺量出这个圆形光斑的直径d,再量出像到小孔的距离l,然后按下式计算,就可得太阳直径D:
D=sd/l (s是太阳到地球的平均距离,其值为1.49×1011米)
现代科学测定,太阳的半径为6.90×108米.如果你仔细地做,会得出误差小于1%的数值来.
可见,普通人只要掌握科学方法,在地球上也可以量出太阳的直径.
.
数据记录
d
1.55
2.15
0.80
1.34
0.80
1.40
l
146.1
196.5
90.0
146.1
91.0
140.0
d/l
0.0106
0.0109
0.0088.9
0.0092
0.0088
0.0100
l
146.1
196.5
155.67
176.20
159.51
141.30
d
1.55
2.15
1.66
1.66
1.77
1.62
l/d
94.26
91.39
93.78
99.55
90.12
87.22
d/l
D=Ld/l
实验创新点介绍
1、对小孔大小的探究。
小孔的线度要远小于物体的几何尺寸。当小孔太大时，光班重叠变得非常明显，像已经变得完全失真，这时在光屏上呈现的是小孔周围挡光部分的影子。这里我们应该注意到，在小孔能够保证光的直进性的前提下，也并不是孔越小越好，孔太小会使通过小孔的光线太弱，因而成的像太暗，使我们无法看清像。据我实验探究所得，该实验孔在.0.35cm较好。
2、因地制宜，我们南山综合实验楼窗户边的水平横栏适合放置厚纸板，这方便实验操作。
3、使学生走出实验室做实验，打破学生思维中实验只能在实验中做的定势，启发学生对生活问题的思考。
实验注意事项
1、由于小孔成像在亮光处不是非常清晰，中学生在对象直径测量可能有较大误差，因此该实验对数据的平行性不做精确要求。主要使学生掌握小孔成像的原理和方法。
2、在实验中要注意学生对眼睛的保护，不要用眼睛直视强光，也不要长时间进行实验。
3、若要测量更加精确，量小孔到像的距离时，可把一根线的一端压在小孔边上,将另一头拉到像处,然后量出这段绳子的长度;量像的直径时,可先在像的两边用细铅笔引出两条平行线,然后仔细地量出两线间的距离.
实验分析
该实验步骤简单，实验器具也很常见，只要天气较好，就能开展实验。能使学生充分与自然接触，提高学生探究自然的热情。用一种简单的知识，解决一个看似自己根本不可能解决的问题，增强学生的自信心，激发学生对科学知识学习，并使学生和理解。可以向学生举“墨子和他的学生，做了世界上第一个小孔成倒像的实验”这一材料，能增强学生对民族文化的认同感和自信心。该实验作为一简单的光学实验，能使学生对光学实验有初步认识基础。
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