Question

在一塊硬紙板上挖一個(gè)邊長(zhǎng)為5mm的正方形孔將這塊挖有方孔的紙板對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)光，當(dāng)紙板和地面相距較近時(shí)，在地面上能觀察到一個(gè)方形亮斑；逐漸增大紙板與地面間的距離，你會(huì)發(fā)現(xiàn)地面上的那個(gè)方形的亮斑變成了圓形亮斑，如圖所示．請(qǐng)回答：

（1）地面上出現(xiàn)的方形亮斑與網(wǎng)形亮斑都是光的直線傳播造成的嗎？
（2）帶方孔的硬紙板距地面較遠(yuǎn)時(shí)，地面上為什么會(huì)呈現(xiàn)圓形亮斑？這時(shí)的圓形亮斑是什么？倘若在日環(huán)食觀察．地面上應(yīng)出現(xiàn)什么形狀的圖案？
（3）在樹林中漫步時(shí)．我們發(fā)現(xiàn)透過樹葉縫隙的陽(yáng)光照在地面上呈現(xiàn)出一個(gè)個(gè)的圓形亮斑，樹葉間的縫隙都是圓形的嗎？

Answer 1

解：（1）太陽(yáng)光在空氣中沿直線傳播，當(dāng)紙板和地面相距較近時(shí)，在地面上能觀察到正方形亮斑；
逐漸增大紙板與地面間的距離，你會(huì)發(fā)現(xiàn)地面上那個(gè)亮斑變成了圓形亮斑．
（2）帶方孔的硬紙板距地面較遠(yuǎn)時(shí)，地面上會(huì)呈現(xiàn)圓形亮斑，這是小孔成像現(xiàn)象；圓形亮斑是太陽(yáng)的像；倘若在日環(huán)食觀察．地面上應(yīng)出現(xiàn)環(huán)形圖案；
（3）樹葉間的縫隙不都是圓形的，大多形狀不規(guī)則，透過樹葉縫隙的陽(yáng)光在地面上會(huì)呈現(xiàn)出圓形亮斑；這是因?yàn)殛?yáng)光通過小孔后，在地面上形成太陽(yáng)的像（小孔成像），因?yàn)樘��?yáng)是圓的，所以在地面上產(chǎn)生的光斑形狀是圓形的．小孔成像和小孔的形狀無關(guān)，所以不用管樹葉間的縫隙是什么形狀，小孔成像都是圓形的．
分析：（1）小孔成像是由光沿直線傳播的原理形成的，像的大小跟物體到小孔的距離以及地面到小孔的距離有關(guān)，但是像的形狀由物體的形狀決定．小孔的硬紙板距離地面較近時(shí)，地面承接不到所成的像，由于光沿直線傳播，地面上的光斑是跟小孔的形狀相同，為方形；
（2）當(dāng)在硬紙板上挖的小孔較大時(shí)，在地面上也是得到小孔的形狀，為了能看到太陽(yáng)的倒像，必須增大小孔與地面的距離．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了光的直線傳播的應(yīng)用之一---小孔成像，能否理解小孔成像的原理以及影響影響像的因素是本題的解題關(guān)鍵．