针孔照相机的设计、制作和使用.doc

针孔照相机的设计、制作和使用 虹桥中学 陈筱枫 课程目标 一、整合目标： 将数字信息技术整合到劳动技术学科中去。 培养学生能利用多种媒体进行学习，特别是网络技术。 学生能制作关于针孔照相机的演示稿和针孔摄影的网站。 通过网络技术能和世界各地学生进行交流。 二、认知目标： 培养学生严谨踏实的科学态度，对科学技术思考和探索。 通过活动使学生了解科学实验和技术制作的基本流程,有对“产品”的质量意识。 三、技能目标： 1、 学会一些常用工具的使用技术，有测量、记录、描述和绘制等技能。 2、 通过活动激发学生求知的欲望、创造性思维能力和初步设计能力。 四、情意目标： 1、 通过活动可以提高学生观察能力与分析问题的能力，运用科学的客观标准评价科学发生的现象和事物。 2、 培养学生即要有独立的思维能力又要与他人合作的团队精神。 3、 学习初步的外观美学设计，通过自己制造的“产品”-----照相机能拍出美的摄影作品和对美好事物的追求。 课程重点、难点 互联网的运用、演示稿和网站的制作。 针孔照相机的设计。 课程所需资源 1、 工具和设备：能上网的电脑、投影仪、演示用照相机、温度计、红灯泡、窗帘、水源、容器等。 2、 活动器材：各式空容器（学生自己准备）、10号缝衣针、A4黑卡纸、硫酸纸（描图纸）、3-5mm厚桐木板、铝片（可乐罐替代）、黑板漆、胶水、双面胶带、剪刀、刀片、尺、3号印相纸、黑白胶卷、显影和定影液等。 3、 场地：实验室或普通教室（用窗帘挡住门窗可改为临时暗室）分组活动、有摄影暗室条件最好。 课程流程 课程引入： 通过利用网络资源制作演示稿讲演下列概念和问题： 什么是针孔照相机： 针孔照相机是一种古老的成像工具，它不需要镜头、反光镜或其它任何光学部件，而是让光线穿过一个小孔，在暗箱形成外部景物的倒像。 小孔成像基本原理： 在较暗的屋子里，把一支点燃的蜡烛放在一块半透明的塑料薄膜前面，在它们之间放一块钻有小孔的纸板。塑料薄膜上就出现烛焰的倒立的像(见图),这种现象表明了光沿直线传播，这就是小孔成像基本原理。 ③ 小孔成像实例： 在自然界中也常常可以观察到小孔所成的像。当灿烂的阳光透过浓密的树叶斜射在地面上的时候，你会在地面上看到许多摇曳的光斑。有趣的是不管树叶交织成的小孔是什么形状，每个光斑都是圆的，这是为什么呢？原来，这是太阳穿过小孔所成的像。太阳是一个球体，所以它的像总是圆的。要是某一天发生了日偏食，太阳缺了一部分，那时候才会形成许多奇异的月牙形的光斑（见图）。 在一定时刻，光线通过隧道在对面山上会形成倒置的影像。在生活中也可以看到小孔成像，当你进入到一间较暗的房间，通过钥匙孔，可以在墙壁上看到外面投入的倒置影像。 ④ 小孔成像历史沿革： 我国古代在公元前4世纪，墨翟就做过针孔成像的实验，并给予分析和解释。《墨经》中明确地写道：“景到（倒），在午有端，与景长，说在端。这里的“午即小孔所在处。这段文字表明小孔成像的是倒像，其原因是在小孔处光线交叉的地方有一点（“端），成像的大小，与这交点的位置无关。从这里也可以清楚看到，古人已经认识到光是直线行进的，所以常用“射来描述光线径直向前。北宋的沈括在《梦溪笔谈》中也记述了光的直线传播和小孔成像的实验。他首先直接观察在空中飞动，地面上的影子也跟着移动，移动的方向与飞的方向一致。然后在纸窗上开一小孔，使窗外飞鸢和楼塔的影子呈现在室内的纸屏上面，沈括用针孔成像的原理来解释所观察到的结果：若鸢飞空中，其影随鸢而移，或中间为窗所束，则影与鸢相连，鸢东则影西，鸢西则影东。又如窗隙中楼塔之影，中间为窗所束，亦皆倒垂……。 欧洲十六世纪文艺复兴时代，有许多宫廷画家就采用这种方法进行绘画。十九世纪达-芬奇和其他画家也用小孔成像原理作为绘画的“暗箱”。（见图） ⑤ 针孔照相机的今日发展： 随着现代科学技术的发展，以照相机为载体的摄影技术已经相当发达。如自动卷片、自动测光、自动对焦、胶卷的自动识别、低色散镜片、镜片多层涂膜技术等等。数码摄影的兴起，更是对传统摄影是一个极大的挑战。但是，任何先进的照相机成像原理都是和针孔照相机一样的，只不过在小孔的位置用镜头进行了替换，而且都是从最简单的“针孔成像”的原理发展而来的。 世界各地，仍有许多针孔摄影爱好者，用他们制作的千奇百怪针孔照相机拍摄他们心目中的摄影作品。他们成立了针孔摄影组织，组织全球针孔摄影日，2002年4月28日是第二届全球针孔摄影日，并有海报和徽标（见图）。 世界各地摄影家在这一天24小时内，用针孔照相机拍摄针孔照片。中国针孔摄影家史国瑞先生将长城烽火台包裹起来，当做一个天然的大针孔照相机，来拍摄一张大的针孔长城影像作品。 学生制作演示稿： 课前一