張虎崗
炎炎夏日,如果走在茂密的樹蔭下,會看到地上有許多大小不一的圓形光斑。這些光斑是怎么形成的?如果你想知道答案,就和我一起走進(jìn)“小孔成像”的世界。
一、考點(diǎn)解讀
1. 什么是小孔成像
如圖1所示,在較暗的屋子里,把一支點(diǎn)燃的蠟燭放在鉆有小孔的不透明板前,不透明板后面的光屏上就會出現(xiàn)燭焰倒立的像,這種現(xiàn)象叫小孔成像。我國春秋時期的學(xué)者墨子是歷史上第一個完成小孔成像實(shí)驗(yàn)探究的人,比英國科學(xué)家牛頓早了2000多年。
2. 小孔成像的原理和特點(diǎn)
小孔成像的原理是光的直線傳播。如圖1所示,燭焰上部的光通過小孔射到光屏的下部,燭焰下部的光通過小孔射到光屏的上部;同樣,燭焰左部的光通過小孔射到光屏的右部,燭焰右部的光通過小孔射到光屏的左部。因此,小孔成像的“像”是倒立的實(shí)像,即像與物體相比,上下顛倒,左右相反。
3. 影響小孔所成像的形狀、大小的因素
小孔成像中像的形狀與物體的形狀相同,與小孔的形狀無關(guān)。像的大小跟物體到小孔的距離(即物距)和光屏到小孔的距離(即像距)有關(guān)。當(dāng)物距一定時,像距越大,像越大,但像的亮度會變暗;當(dāng)像距一定時,物距越大,像越小。具體來說,當(dāng)物距大于像距時,成倒立、縮小的實(shí)像;當(dāng)物距等于像距時,成倒立、等大的實(shí)像;當(dāng)物距小于像距時,成倒立、放大的實(shí)像。
4. 生活中的小孔成像現(xiàn)象
夏天樹蔭下的光斑就是小孔成像現(xiàn)象。樹葉的縫隙相當(dāng)于小孔,地面相當(dāng)于光屏,地面的光斑就是太陽通過樹葉的縫隙在地面上所成的實(shí)像。因?yàn)樾】姿傻南衽c物體形狀相同,所以光斑的形狀與太陽一樣,通常是圓形的;因?yàn)楦鱾€“縫隙”高度不同,即像距不同,所以光斑的大小也不相同。
二、典例練習(xí)
(2021·四川·內(nèi)江)2000多年前,《墨經(jīng)》中就記載了如圖2所示的小孔成像實(shí)驗(yàn),小孔成像是下列哪種光現(xiàn)象形成的( )。
A. 光的直線傳播 B. 光的反射
C. 光的折射 D. 光的色散
答案:A
初中生學(xué)習(xí)指導(dǎo)·提升版2021年11期