小孔成像是非常重要的光学现象,是光的直线传播的体现。小孔成像筒能在筒内映出发光体(烛焰、电灯)倒立的实像,对学生来说是非常有趣的玩具,也是激发学生对光学知识兴趣的教具。
其独特的设计能激发孩子们的创新思维,能激发孩子对科学的兴趣,引导他们主动探索科学奥秘,为进一步学习科学知识打下基础。能锻炼学生动手实践、问题解决、团队协作及创新思维能力,帮助学生更好地理解光的直线传播知识在生活中的应用。
另一方面,制作小孔成像筒不需要昂贵的器件,只需学生吃零食剩下的薯片筒和塑料袋就能制作,也体现了变废为宝,可持续发展的理念。
教学目标:
1、会制作小孔成像筒,并会映出用小孔成像筒映出蜡烛火焰的像。
2、通过制作了解小孔成像的原理,认识到看似远离生活的物理定律在身边有趣的应用。
3、激发学生对科学技术和手工制作的兴趣,培养学生的好奇心和探索精神;让学生在成功制作小孔成像筒的过程中,获得成就感,培养勇于创新、敢于实践的科学态度。
器材准备:薯片筒(或大小接近的不透光圆筒)一个、不透光纸片(长比薯片筒略长,宽比薯片筒底的周长长)一张、半透明塑料膜一张、橡皮筋、透明胶带、剪刀、细头锥子(可用圆规尖代替)
教学过程:
一、引入
大家能通过窗户看到屋外的景色。(让学生看窗外)但如果我拉上窗帘(拉窗帘),只留下一个小孔,大家还能看到屋外完整的景色吗?(学生回答:用眼凑近看)其实不用凑近,也能只用一个小孔就能看到屋外景色。(播放视频《小孔成像摄影,美到无法呼吸》)
视频里只用一个小孔,却在屋内映出了屋外的景象,而且还是倒立的。
那我们也能只用一个小孔,映出蜡烛火焰的倒立影像吗?
二、制作
1.在薯片筒底部正中央,扎一个小孔。
2.把纸片卷成圆筒状,套进薯片筒内,调整纸片使纸片刚好贴近薯片筒的内壁。用铅笔标记纸片重合部分的位置。
3.取出纸片,在标记好的重合部分粘上胶,把纸片粘成能刚好套进薯片筒的纸筒。
4.把半透明塑料膜罩在纸筒底部,用橡皮筋和胶带固定。
5.把纸筒有塑料膜的一端插入薯片筒内。
三、实验
在桌子上点燃一根蜡烛,让学生把小孔成像筒靠近并对准蜡烛的火焰,调整纸筒改变塑料膜到小孔的距离,就能在纸筒内的塑料膜上看到蜡烛火焰倒立的像。
四、原理
“知道为什么小孔能映出倒立的像吗?”
小孔能成像是因为光是沿直线传播的,在没有薯片筒和小孔时,火焰上部发出的光和火焰下部发出的光都能传播到塑料膜的所有位置,在塑料膜上混在一起,把塑料膜照亮但不会形成影像。
薯片筒挡住了大部分光,只有小孔能透光时。火焰上部的光只能通过小孔传到塑料膜下部,火焰下部的光只能通过小孔传到塑料膜上部,于是就在塑料膜上形成了火焰倒立的像。
小孔成像筒是结合光学知识教具与趣味玩具于一体的制作。将学生日常丢弃的空薯片筒变废为宝,改造成神奇的映像装置。让学生了解原来各种神奇的物理现象就在身边。体会物理的神奇与自己动手的满足感。
撰稿:吕学彩
编辑:潘舒璠
审核:魏艳红