學習小組用圖1中*所示的圓柱形紙質套筒做“探究小孔成像規律”的實驗,發現像的大小不同,亮度也不一樣.(1)關於...
問題詳情:
學習小組用圖1中*所示的圓柱形紙質套筒做“探究小孔成像規律”的實驗,發現像的大小不同,亮度也不一樣.
(1)關於像的亮度與哪些因素有關,他們提出以下猜想;
猜想1:與小孔到光屏的距離有關;
猜想2:與小孔的形狀有關:
猜想3:與小孔的大小有關:
①類比利用太陽光測凸透鏡焦距時,光屏從焦點處遠離透鏡過程中,光斑越大越暗的現象,可判斷猜想1是________的.
②驗*猜想2時,固定燭焰、紙筒和光屏的位置,更換使用如圖乙中乙所示的三個小孔進行實驗,分別觀察比較所成像的亮度.他們實驗中存在的問題是________.
③為驗*猜想3,固定燭焰、小孔和光屏位置,只改變圓孔直徑,觀察到的現象如下表:
圓孔的直徑/mm | 小於1.0 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 4.0 |
像的清晰度 | 清晰 | 清晰 | 清晰 | 清晰 | 清晰 | 清晰 |
像的明亮程度 | ……逐漸變亮 |
實驗現象表明:在小孔成像清晰時,________.
(2)學習小組對像的清晰度與亮度問題作進一步探究,如圖*所示:
①在紙筒底部中心開一小孔a,又在a上下等距的位置再開兩個小孔b、c,光屏上觀察到三個像.在b、c兩孔處放置兩相同的三稜鏡,移動光屏到圖*位置時,光屏上只出現一個清晰的更亮的像.則b、c兩小孔處三稜鏡放置的方式可能是________.
②他們設想在b、c兩孔之間再開若干個小孔,並在小孔處放置稜鏡,所成的像都與b、c兩孔處三稜鏡所成的像重合,則光線通過這些稜鏡的偏折程度比通過b、c兩孔處三稜鏡的要________(選填“大”或“小”)
③若只用a孔替代凸透鏡,在圖*位置光屏上所成的像與該透鏡所成的像相比,像的亮度________,像的大小________.
【回答】
正確 沒有控制小孔的大小相等 小孔越大,亮度越亮 C 小 更暗 不變
【詳解】
(1)①根據題意知道,當光屏從焦點處遠離透鏡過程中,出現光斑越大越暗的現象,則説明像的亮度與小孔到光屏的距離有關,故可判斷猜想1是正確的;
②要探究像的亮度與小孔的形狀的關係,則需要控制孔的大小不變,只改變形狀,而圖乙中既改變了孔的形狀,也改變孔的大小,所以此過程中存在的問題是:沒有控制小孔的大小相等;
③分析表格的實驗數據知道:在小孔成像清晰時,小孔越大,像的明亮程度越亮.
(2)①光屏上原本三個像,在b、c兩孔處放置兩相同的三稜鏡,移動光屏到圖*位置時,光屏上只出現一個清晰的更亮的像,説明該經過透鏡組折*後把三個像重疊在一起,那麼三稜鏡組合相當於凸透鏡的作用,所以C選項中的組合合理;
②根據凸透鏡對光線的作用,平行於主光軸,越靠近光心的光線經摺*後匯聚於凸透鏡的焦點其偏折程度小,所以光線通過這些稜鏡的偏折程度比通過b、c兩孔處三稜鏡的要小.
③若只用a孔替代凸透鏡,平行於主光軸的光線經透鏡折*後在光屏上成像,但要損失一部分能力,所以在圖*位置光屏上所成的像與該透鏡所成的像相比,像的亮度變暗,但大小不變;
知識點:光的直線傳播
題型:實驗,探究題