小孔成像之謎

2021-03-05 大智教育

新中考頭條—物理

小孔成像之謎


隨著物理課程的深入，同學們已經進入光學篇章，學習了光的直線傳播這部分知識，其中有一個小實驗讓同學們感到困惑：小孔成像。不少同學不太理解，為什麼小孔成像的原理是光沿直線傳播？小孔所成的像為什麼是倒立的？小孔成像的「小孔」到底要多麼小？等等等等許多個疑問。今天就來為你們解答。

大約兩千四五百年以前，我國的學者——墨翟（墨子）和他的學生，做了世界上第一個小孔成倒像的實驗，解釋了小孔成倒像的原因，指出了光的直線進行的性質。這是對光直線傳播的第一次科學解釋。

下面一一來解決同學們的各種疑問！

首先解釋小孔成像為什麼是倒立的呢？我們把蠟燭的火焰看成是由許多小發光點組成的，每個發光點都向四面八方發射著光。總會有一小束光，筆直地穿過小孔，在白紙上形成一個小光斑。燭焰上的每一個發光點都會在白紙上形成一個對應的光斑，全部光斑在白紙上就組成了一個燭焰的像。

從圖中可以看出，燭焰上部發的光沿直線通過小孔，照在白紙的下部；燭焰下部發出的光，通過小孔，照在白紙的上部，所以在白紙上形成一個倒立的像。這正好說明了光是直線傳播的。

再來解決第二個疑問，小孔成像的「小孔」到底要多麼小？孔的形狀會影響成像情況嗎？「小孔」的小是相對於物體來說的，如果物體是太陽，那麼這時「小孔」可以有足球場這麼大，但如果物體很小，那麼「小孔」就要相對於物體更小了。正因為「小孔」相對於成像物體來說太小了，因此孔的形狀並不會影響成像的情況，依舊是倒立的實像。

同學們，在物理學習的過程中，你一定會遇到許許多多解決不了的問題，不要擔心，不要灰心，努力思考，勇於嘗試，真理會一直在那裡等待著你的開啟！

大智教育集團物理研究院

中考（含學考）研究員衛瑋

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