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估测距离和物高的小孔成像仪

查字典物理网 2012-12-29

屏幕固定的小孔成像仪可用来粗测不便直接测量的距离和物体的高度，其原理如图10．5－1所示。

图中AB为待测物，物高为L，小孔成像仪在距AB为u的C处时，像A₁B₁高为L₁，当小孔成像仪在距AB为u－d（DC＝d）的D处时，像A₂B₂高为L₂，若小孔和屏之间的距离为a，则根据相似三角形的性质，很容易求得物距u和物高L。

【制作方法】

找一空饮料筒（或一个硬纸筒），在筒底中心用铁钉开个小孔（直径1—3毫米），再找张普通的白纸，用铅笔在上面画上边长均为2毫米的小方格（用来估计像高），并用胶水把画好小方格的纸粘在饮料筒的开口端，然后在上面点上几滴头油（或食油），就成了一张半透明的方格屏。为观察方便，再在饮料筒上靠近屏的一端紧套一个用硬纸板做成的筒，并依照10．4节方法二，也做个眼睛大小的观察孔贴在套筒上，如图10．5－2所示。

【使用方法】

1．先将成像仪先后放在如图10．5－1所示的C处和D处，测出像高L₁和L₂。

2．再量出CD的距离d和小孔到屏的距离a。

3．将测得的L₁、L₂、d和a的值代入L和u的表达式，计算物高和物距。

【注意事项】

为了使测量结果更准确，C和D的选择要适当，使像高L₁和L₂都是屏上小方格的整数倍。

编者提示：本自制教具可辅以“光学”部分的物理实验教学。

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