24. 夏季某个晴朗的正午,小明和同学们从树荫下走过,发现地面上有一些形状不同的光斑,如图甲所示,仔细观察,有些光斑是圆形的,有些光斑不是圆形的。
同学们开展“探究树荫下的光斑”的实践活动,树荫下的光斑的形状与树叶间缝隙的大小、缝隙的形状及缝隙到地面的距离是否有关呢?
由于树很高,很难实测,于是小明和同学们利用如图乙所示的不透明的硬纸板、小刀、圆规、三角尺、铅笔、卷尺等材料,在硬纸板上刻出不同形状和大小的孔来模拟树叶间的缝隙。下面是小组同学们交流的实践过程,请帮助完成下列内容:
【项目分解】
(1)光斑形状与哪些因素有关?
(2)光斑形成的物理原理是什么?
【项目实施】
(1)光斑形状与哪些因素有关?小组的同学们制作了如图丙、丁所示的两张带孔卡片,其中丙卡片上有三种形状不同的孔,面积均为
;丁卡片上有三种形状不同的孔,面积均为
。
如图戊所示,在另一个阳光充足的夏日正午,小明和同学们选用卡片丙、丁进行实验。记录如下表:
实验次数 | 孔的面积 | 孔到地面距离 | 孔的形状 | 光斑形状 |
1 | | 0.4m | 正方形 | 正方形 |
三角形 | 三角形 |
菱形 | 菱形 |
2 | | 0.95m | 正方形 | 圆形 |
三角形 | 圆形 |
菱形 | 圆形 |
3 | | 0.4m | 正方形 | 圆形 |
三角形 | 圆形 |
菱形 | 圆形 |
4 | | 0.95m | 正方形 | 圆形 |
菱形 | 圆形 |
正方形 | 圆形 |
分析表格记录:
①比较1、2次实验可知,当孔的面积是
时,是否能形成圆形光斑与
______有关;
②比较3、4次实验可知,当孔的面积是
时,是否能形成圆形光斑与孔的形状
______(填“有关”或“无关”);
(2)光斑形成的物理原理是什么?
同学们讨论、交流、总结认为实验中形成的圆形光斑是
______(填具体物体名称)的实像,此像是由于光
______形成的;第1次实验中形成的三种形状的光斑与第2、3、4次实验中形成的圆形光斑的光学原理是否相同?
______(填“相同”或“不同”)
【项目拓展】
小明和同学们发现,当用卡片丙、丁进行实验,并在地面上形成圆形光斑的前提下,当丙、丁两卡片到地面距离相等时,(已知孔的大小不同,通过孔的光的多少不同)则孔的面积越小,地面上的圆形光斑越
______(填“亮”或“暗”)。老师表扬小明和同学们善于观察、勤于思考、能够动手实践、合作交流,老师也说到生活处处有物理,要用物理知识解决实际问题,才能真正做到学以致用。