Question

12．大約兩千四百年前，我國的學者墨子和他的學生做了世界上第一個小孔成像的實驗，解釋了小孔成像的原因．小光同學將兩個長度均為50cm，直徑為5cm的直筒套在一起，做成如圖所示的儀器（M筒的直徑稍大，可以在N筒上并左右移動）．
（1）小孔成的像是倒立的實像．可以用光在同種均勻介質中沿直線傳播解釋，所成的像與小孔的形狀無關．
（2）若直筒M、N位置不動，讓物體遠離N筒，像距不變，像的大小變�。ㄒ陨蟽煽者x填“變大”“不變”或“變小”）．
（3）十五的夜晚，將小孔對準明月，測得月亮最大像的直徑是9.1mm，已知月地距離為380000km．月球的直徑約為3.458×10³km．

Answer 1

分析 （1）光在同種均勻物質中沿直線傳播，在日常生活中，小孔成像和影子的形成等都表明光在同一種均勻介質中是沿直線傳播的；小孔所成的像與物體本身形狀相似；
（2）可利用三角形相似的性質解答后面兩個問題．

解答 解：（1）由于小孔所成的像是由實際光線會聚而成的，因此小孔成的像是倒立的實像，這是光的直線傳播造成的；小孔所成的像是物體本身的像，與小孔的形狀無關；
（2）見下圖：若直筒M、N位置不動，讓物體遠離N筒，像仍然成在M筒的右側，像距不變；讓物體遠離N筒，△AOB與△A′OB′的相似比變大，AB大小不變，則像變小；
（3）見下圖：要使月亮所成的像最大，則MN=OD=50cm+50cm=100cm=1m，
根據相似三角形的性質，$\frac{OC}{OD}$=$\frac{AB}{A′{B}^{′}}$
$\frac{3.8×1{0}^{8}m}{1m}$=$\frac{AB}{9.1×1{0}^{-3}m}$，
解得：AB=3.458×10⁶m=3.458×10³km．

故答案為：（1）實；直線傳播；無；（2）不變；變��；（3）3.458×10³．

點評 分析“小孔成像”時，對小孔的要求是小孔應很小，如果小孔過大，則通過的是大面積的光束，不再呈現小孔成像現象；小孔成像說明光具有沿直線傳播特點．