Лінзи. Оптична сила і фокусна відстань лінзи. Побудова зображень, які дає нам тонка лінза.

Тема. Лінзи. Оптична сила і фокусна відстань лінзи. Побудова зображень, які дає нам тонка лінза.

Мета уроку:

• ввести поняття лінзи, тонкої лінзи;

• визначити основні елементи тонкої лінзи;

• формування початкових навичок побудови зображень в тонкій лінзі;

• розвивати логічне мислення учнів, уміння аналізувати, систематизувати, порівнювати, самостійно робити висновки;

• виховувати уважність, усидливість і акуратність в роботі; вчитися користуватися отриманими знаннями для вирішення практичних і пізнавальних завдань, виховувати науковий світогляд учнів.

Цілі уроку:

Знаннєвий компонент:

види лінз, основні елементи лінзи

розуміє поняття тонкої лінзи;

формулює визначення фізичної величини (фокусна відстань, оптична сила лінзи), одиниці виміру фокуної відстані та сили лінзи.

принцип дії найпростіших оптичних приладів;

одиниці оптичної сили та фокусної відстані лінзи.

Діяльнісний компонент:

будувати зображення, утворенi за допомогою лiнз

(указує хід променів під час побудови зображень, отриманих за допомогою тонкої лінзи);

вимірює фокусну відстань та визначає оптичну силу лінзи;

вміє користуватися лупою, лiнзами;

розв’язувати задачi, застосовуючи формули лiнзи.

Ціннісний компонент:

усвідомлює значення світла для життя на Землі та в побуті.

Тип уроку: комбінований урок.

Методи і форми роботи: розповідь учителя, бесіда, робота в парах, технологія «незавершене речення».

Обладнання: комп'ютер, підручники, зошити, презентація «Лінзи. Основні елементи лінз», лінзи розсіювальні та збиральні.

ХІД УРОКУ

1.Організаційний момент.

• вітання учнів;

• перевірка готовності учнів до уроку

1. Актуалізація опорних знань і умінь учнів.

Сьогодні на уроці ми продовжимо вивчати поширення променів в різних середовищах.

Але перед початком вивчення нового матеріала давайте повторимо, що ми вивчили на попередніх уроках.

Бліц - опитування ( відповіддю на питання може бути тільки так або ні, необхідно уточнювати правильну відповідь):

1. Дзеркала бувають плоскими, опуклими, увігнутими? (так)

2. Кут падіння позначається латинською буквою бета? (ні)

3. На межі двох прозорих середовищ, світловий промінь міняє свій напрям? (так)

4. Угол падения всегда больше угла отражения? (нет)

5. Швидкість світла у вакуумі дорівнює 3*10⁸ м/с? (ні)

6. Веселка складається з 7 кольорів? (так)

7. Изоображение, отримане в дзеркалі, дійсне? (ні)

8. Кут заломлення залежить від середовища? (так)

Актуалізація.

Ми щодня багаторазово користуємося різними оптичними пристроями: окулярами, фотоапаратом, відеокамерою. У кожному з цих пристроїв використовуються лінзи. Сучасна лінза -високотехнологічний виріб. Проте «виготовити» найпростішу лінзу і спостерігати її дію ви можете без зусиль. Якщо крапля води або прозорого клею потрапляє на друкарський текст, то букви під нею здаються набагато більше. Ось і є найпростіша лінза. Інші лінзи можуть досить сильно відрізнятися за формою.

Що ж таке лінза в загальному випадку?

Лінзою називають прозоре тіло, обмежене двома сферичними поверхнями.

Одна з поверхонь може бути і плоскою (її можна вважати сферою з дуже великим радіусом). (Наводимо малюнки різних типів лінз, показуємо самі лінзи.)

Лінзи, які в середині товще, ніж біля країв, називають опуклими.

Лінзи, які в середині тонше, ніж біля країв, називають увігнутими.

Ми вивчатимемо тільки тонкі лінзи (завтовшки таких лінз можна нехтувати, можна говорити про «площину лінзи»). Введемо для таких лінз основні поняття.

Головна оптична вісь лінзи — пряма, яка проходить через центри сферичних поверхонь лінзи.

Центром лінзи називають точку, в якій головна оптична вісь перетинає площину лінзи.

Подивимося тепер, як проходить через лінзу пучок променів, паралельний до головної оптичної осі.

Як бачимо, після лінзи паралельний пучок може стати співпадаючим (в цьому випадку лінзу називають збиральною) або розбіжним (таку лінзу називають розсіювальною). Можна помітити, що скляна опукла лінза в повітрі є збиральною, а скляна увігнута лінза в повітрі — розсіювальною. Наводимо умовні відмітки збиральних і розсіювальних лінз. Таку закономірність можна пояснити, якщо подумки розрізати лінзу на тонкі призми. Відмітимо, що коли показник заломлення лінзи менший, ніж показник заломлення середовища, усе буде якраз навпаки: опукла лінза розсіє!

Отже, пучок світла поводився так, як показано на малюнках:

Точку, в якій збираються після проходження через збиральну лінзу промені, які падають на лінзу паралельно до її головної оптичної осі, називають фокусом збиральної лінзи.

Точку, в якій збираються після проходження через розсіювальну лінзу продовження променів, які падають на лінзу паралельно до її головної оптичної осі, називають фокусом розсіювальної лінзи.

Фокуси лінзи позначають буквою F. Кожна лінза має два фокуси, розташованих по різні сторони від неї на однаковій відстані від центру.

Цю відстань називають фокусною відстанню лінзи і також позначають буквою F. Її вимірюють в метрах.

Фокусну відстань розсіювальної лінзи вважають негативною.

Яка з двох різних збиральних лінз сильніше заломлює ясно?

Після обговорення приходимо до висновку: та, у якої фокусна відстань менша.

Оптичною силою лінзи називають величину D, зворотну до фокусної відстані лінзи:

.

Одиницею оптичної сили є 1 діоптрія, 1 дптр = 1 м ^{− 1}. Наприклад, якщо фокусна відстань лінзи 0,25 м, то її оптична сила 4 дптр.

Релаксація (відеоролік)

«Уявіть себе – маленькою квіточкою. Життя тільки зароджується. Вам тепло й спокійно, стебло тягнеться до яскравого сонечка. Пелюстки ніжно милуються його променями. Ви подивилися навкруги й побачили дивовижний, чаруючий світ. Вас оточують духмяні рослини, які приємно пахнуть. Життя прекрасне… Але прийшов час прокинутися..."

Як же знайти зображення предмета отримане за допомогою лінзи? Щоб знайти положення зображення, досить знайти перетин двох променів, які вийшли з точки, що світиться. Яких саме? Будь-кому! Проте існують визначені зручні промені, якими можна скористатися. Таких променів три:

1. Паралельний до головної оптичної осі.

2. Такий, який проходить через фокус.

3. Такий, який проходить через центр лінзи.

Разом побудуємо зображення точки.

Розберемо приклади побудови зображень в тонкій лінзі.

Алгоритм побудови зображень у збиральній лінзі

1. Для побудови зображення предмета необхідно побудувати зображення кожної його точки.

2. Для побудови зображення точки досить знайти точки перетин двох будь-яких променів що йдуть із заданої точки.

3. Найзручніше використовувати як одного з цих променів промінь, що йде через оптичний центр, він проходе через лінзу не відхиляючись:

1. Інший зручний промінь - йде паралельно оптичної оси. Он, заломлюючись в лінзі, проходить через фокус:

Приклад:

Алгоритм побудови зображень в розсіювальній лінзі.

1. Для побудови зображення предмета необхідно побудувати зображення кожної його точки.

2. Для побудови зображення точки досить знайти точки перетин двох будь-яких променів що йдуть із заданої точки.

3. Найзручніше використовувати як одного з цих променів промінь, що йде через оптичний центр, він іде через лінзу не відхиляючись:

1. Інший зручний промінь - йде паралельно оптичної оси. Он, заломлюючись в лінзі, проходить через фокус, але оскільки лінза розсіювальна, то через фокус проходить продовження променя:

Приклад: