Question

3．杨光同学根据课本中的“试一试”用易拉罐做小孔成像实验．
（1）请在图中作出蜡烛AB的像A′B′．
（2）杨光发现蜡烛和小孔的位置固定后，像离小孔越远，像就越大．他测出了不同距离时像的高度，填在表格中：

像的高度h/cm	1.0	2.0	3.0	4.0	5.0
像到小孔的距离s/cm	2.0	4.0	6.0	8.0	10.0

（3）从表格中可以看出h与s的关系为：h与s成正比．
（4）杨光知道树荫下的圆形光斑就是太阳通过树叶间的小孔在地面上成的像，他测出了光斑的直径为7cm，光斑到小孔的距离为7.5m，从书上查到太阳到地球的距离为1.5×10¹¹m，由此可以估算出太阳的直径为1.4×10⁸m．

Answer 1

分析 （1）蜡烛AB经过小孔会成倒立的实像，根据光的直线传播原理进行作图；
（3）算出表格中像的高度和像到小孔的距离的比值，可以看出比值是一个定值，由此得出像的高度和像到小孔的距离成正比；
（4）根据像的直径和像到小孔的距离的比值等于物体的直径和物体到小孔的距离的比值，列式求解．

解答 解：小孔成像是光的直线传播现象．物体上部的光线通过小孔后，射到了光屏的下部；物体下部的光线通过小孔后，射到了光屏的上部，因此通过小孔后所成的像是倒立的像．如图所示：

（3）由表格上的数据可知，像的高度随像到小孔距离的增大而增大，求出像的高度和像到小孔距离的比值，可以发现比值是一个定值，所以像的高度h与像到小孔的距离s成正比；
④光斑的直径与光斑到小孔的距离的比值是一个定值，
根据光线传播的可逆性可知太阳直径和太阳与小孔之间的距离的比值是一个定值，且和光斑的直径与光斑到小孔的距离的比值相等，
所以，太阳的直径d=$\frac{7×1{0}^{-3}m}{7.5}$×1.5×10¹¹m=1.4×10⁸m．
故答案为：（1）见上图；（3）h与s成正比；1.4×10⁸．

点评 本题探究了小孔成像的原因及像的大小的影响因素．只有做过此类的实验才能明白小孔成的像与小孔的形状没有关系的，故在学习物理的过程中，能自己动手做的实验一定要做一下，才能加深对所学知识有进一步的理解．