将整个教室变为针孔照相机

实验内容

以前我们曾经做过有关针孔照相机的实验。这一次,我们要把整个教室作为一个大的针孔照相机来进行实验。这才是照相机暗室效应的基础。

光的学习是从暗室开始的。实验要在没有自然光的状态下进行。在屋顶的荧光灯两端缠上红色和绿色的玻璃纸。把桌面当作屏幕,在硬纸板上打孔,通过观察映在桌面上的荧光灯的像来理解“光沿直线传播”的原理。下面,将教室的窗帘全部拉上,使教室处于黑暗状态。外面的物体漫反射所射入的光应该不能成像了吧?这时,通过预先准备好的黑屏幕上的孔,就能在屏幕上可以看到外面的景色。像是倒立的,而且是彩色的(这时大家一定都很惊讶)。这时告诉学生,现在的成像效果相当于凸透镜。鲜艳的图像是凸透镜聚光的结果。

所需材料

红色、绿色玻璃纸,硬纸板,磨砂玻璃(由于取玻璃时比较危险,可以连同窗框一并取下),木框,胶条,凸透镜,黑窗帘。

实验方法

【观察荧光灯成像】

复习在以前的课上所学习的“物体为何会成像”,“是由于光射入人眼中”,“光向四面八方直线传播”等知识。

荧光灯成像

1.将天花板上的一根荧光灯管两端分别缠上红色和绿色的玻璃纸。为了不使实验收到其他荧光灯的影响,可以预先对屋内开关进行设置,或另外准备一盏光线明亮的荧光灯(40W以上)。

2.拉上黑窗帘,使教室变为暗室。

3.发给每人一张硬纸板,请大家在上面挖出出各种形状的孔,想像一下在桌面(屏幕)上会呈现怎样的像。

4.判断在桌面(屏幕)上所呈的像是否是荧光灯的像,并通过成像的颜色,判断其所呈的像是正像还是倒像。

【将教室整体变为照相机】

1.把教室所有窗户都用窗帘挡上,变为暗室,只留下一条缝隙进光。要事先用胶带制作一个5~10cm见方的小口。

教室变为照相机

2.在离小孔1~2cm的地方放置粘在木框上的屏幕。

3.观察屏幕后方映出的图像。让自告奋勇的学生到教室外“表演”,以加深所看到的“倒立”,“彩色”等印象。

4.小孔处放置凸透镜,通过调节屏幕的位置来得到清晰的像并观察。加深学生对聚光工具——凸透镜的印象。

延伸(在教学中……)

老师:“下面,我们来想一想,现在教室垦一片漆黑,我们不考虑荧光灯,只考虑从外面射进教室的光线。在黑窗帘上有一个小孔,光线可以从那里射进来。阳光照射到外面的山、网球场、围栏上,发生漫反射,然后射入教室……”

“下面,我们把屏幕放在这里,就能看到外面的景色了!?”

这时,大家在沉默了,虽然教师早就知道答案是肯定的。

学生:“不会发生这样的事吧?”

确实如此。但学生们此时却难以相信。只开了一个小孔,怎么能看到外面的景物呢?

好,那我们就赶紧来看一下吧!“通过这里……”并用手指示方向。这时教室里一片骚动,大家仿佛在观察什么奇异的事情。很多学生都会猜测:“结果应该还是不行吧……”

学生:“啊!……网球场!”

“啊!××工厂!”

“是倒着的” “是彩色的!”

“像电影一样!”

“啊,有人走过去了”

学生清晰地看到道路上有骑自行车的人通过。发生这样的情况是预料之中的。学生们一定会感到非常惊讶。即使在理论上明白会发生这样的现象,实际看到时感受却不一样。一定会有学生飞奔出教室:“我也出去表演一下试试!”。外面的学生为了使大家看到正立的像,在户外“倒立”。

随后,将准备好的透镜放在小孔处。这时便会呈现出清晰的像。这时,大家就会清楚地明白透镜的作用。虽然有了透镜,针孔照相机成像会更加清晰,但本实验最重要的,是让大家在惊讶和感动中理解小孔成像的道理。

比起原原本本、规规矩矩地解释原理、现象,“亲身实验”往往能起到更好的教育效果。

这正是让学生们在“惊讶”中理解日常生活中的物理概念的好机会。

说明

这就是“针孔照相机”——“暗室效应”的起源。在古代希腊,人们常常利用小孔将外面的景色投射到对面的墙上以作为娱乐。16世纪的画家们则利用这个原理来描绘窗外的风景。向学生讲授这些有关知识能提高他们的兴趣。研究将这种图像变得清晰,并记录下来的技术的历史,就是今天照相机发展的历史。这种手工制作的“针孔照相机竹也算是对这方面发展的一种挑战吧。

文件下载(已下载 2129 次)

发布时间:2015/1/16 下午2:09:59  阅读次数:5481

2006 - 2024,推荐分辨率 1024*768 以上,推荐浏览器 Chrome、Edge 等现代浏览器,截止 2021 年 12 月 5 日的访问次数:1872 万 9823 站长邮箱

沪 ICP 备 18037240 号-1

沪公网安备 31011002002865 号