Линзы. Изображение предмета в линзе.

Я считаю, что физика- не самое главное в жизни, но, увлекаясь ею, постигаешь красоту Природы, и это может стать смыслом жизни.

 

План урока

Тема урока: ЛИНЗЫ

Цели урока:

1. Образовательная: продолжить изучение световых лучей и их распространение, ввести понятие линзы, изучить действие собирающей и рассеивающей линз; научить строить изображения даваемые линзой.

2. Развивающая: способствовать развитию логического мышления, умений видеть, слышать, собирать и осмысливать информацию, самостоятельно делать выводы, продолжить развитие культуры речи.

3. Воспитательная: воспитывать внимательность, усидчивость и аккуратность в работе; учиться пользоваться приобретенными знаниями для решения практических и познавательных задач, продолжить воспитание у учащихся умения работать в коллективе.

Тип урока: комбинированный, включающий освоение новых знаний, умений, навыков, закрепление и систематизацию ранее полученных знаний.

Форма организации учебной работы: индивидуальная, коллективная.

Структура урока:

1.Организационный этап.

2.Этап проверки домашнего задания.

3.Этап изучения нового материала.

4.Этап осмысления нового материала.

5.Этап закрепления нового материала.

6.Этап информации учащихся о домашнем задании.

7.Подведение итогов. Рефлексия.

Ход урока

Организационный момент (2 мин):

1. приветствие учащихся;

2.проверка готовности учащихся к уроку;

3.ознакомление с целями урока (образовательная цель ставится общая, не называя тему урока);

4.создание психологического настроя:

Мирозданье, постигая,
Все познай, не отбирая,
Что внутри - во внешнем сыщешь,
Что вовне – внутри отыщешь
Так примите ж без оглядки
Мира внятные загадки...

И. Гете

Психологическая разминка.

Давайте создадим хорошее настроение, улыбнемся и повторим про себя слова:

Я здоровый человек, я успешный человек, у меня все хорошо, у меня все получится.

Улыбаясь, мы снимаем с себя напряжение и создаем вокруг себя атмосферу доброжелательности. Садитесь. Начнем урок.

Мозговая разминка.

Загадки:

1. Что в сундук запереть нельзя? (свет)

2. Попутчица за мною ходит в след. Мне от нее, ни зла, ни пользы нет? (тень)

3. Белая кошка лезет в окошко? (солнечный свет)

4. Поднялись врата, всему миру красота? (радуга)

5. Когда небо ниже земли бывает? (когда в воде отражается)

6. Придет в дом – не выгонишь колом, пора придет - сам уйдет (солнечный луч)

7. И языка нет, а правду скажет. (зеркало)

8. Перед нами - вверх ногами, пред тобой – вверх головой. (отражение в воде)

Эпиграф к уроку.

“ Мало знать – надо уметь применять”

Р. Декарт

Повторение ранее изученного материала происходит в несколько этапов (26 мин):

II. Проверка домашнего задания.

Устный опрос.

Сформировать законы геометрической оптики:

а) закон прямолинейного распространения света; б) закон независимого распространения света;

в) закон отражения света; г) закон преломления света; д) закон полного внутреннего отражения

Компьютерное тестирование (мини-тест).

1. Какие явления наблюдают при попадании света на границу раздела двух сред?

1. часть проходит в другую среду, а часть отражается

2. свет поглощается

3. свет рассеивается

4. свет проходит в другую среду

2. Какое зеркало называют плоским?

1. с гладкой поверхностью

2. с зеркальной поверхностью

3. с прозрачной поверхностью

4. с плоской поверхностью

3. Какое выражение определяет закон отражения света?

1. α = β

2. α = γ

3. sin α = sin γ

4. 

4. Выберите правильное направление преломленного луча при переходе света из стекла в воздух.

1. луч 1

2. луч 2

3. луч 3

4. луч 4

5. На границе сред 1 и 2 световой луч АВ изменил свое направление. Назовите угол падения и угол преломления?

1. SAE – угол падения, CAB - угол преломления

2.  SAD - угол преломления, FАВ - угол падения

3.  SAE - угол падения, FАВ - угол преломления

4.  ЕАS - угол падения, FАD – угол преломления

6. Угол между падающим лучом и отраженным лучом равен 70^о. Чему равен угол падения?

1. 70^о

2. 140^о

3. 35^о

4. 20^о

После выполнения диктанта учащиеся выполняют взаимопроверку (ответы представлены на доске), за каждый правильный ответ 1 балл:

«5» - 6 баллов, «4» - 5 баллов, «3» - 4 балла.

3. Проведение экспериментов (объяснить опыты необходимо с применением законов геометрической оптики):

Опыт №1

Закоптите металлическую ложку до начала урока над пламенем свечи. Затем опустите ложку в сосуд с водой. В таком виде покажите ее участникам урока. Она кажется им серебряной. Затем ложку выньте из воды и вновь покажите. Объясните явление.

Ответ: Из-за копоти поверхность ложки покрыта слоем воздуха, на границе которого с водой происходит полное внутреннее отражение освещающего ложку света.

Опыт № 2

Стеклянную палочку опускают в пробирку с глицерином. Часть ее погруженная в глицерин, становится невидимой. Почему?

Ответ: Так как показатели стекла и глицерина почти одинаковы, то свет не преломляется на ней и не отражается от нее.

Опыт № 3

На дно пустого стакана ставят вертикально карандаш. Глаз для наблюдения располагают так, чтобы нижний конец карандаша, край стакана и глаз оказались расположенными на одной прямой. Затем не меняя положения головы, наливают в стакан воду. По мере повышения воды наблюдателю кажется, что карандаш немного поднимается и отодвигается от края стакана. При этом видимая часть дна заметно увеличивается, и стакан кажется менее глубоким, чем в действительности. При заполнении стакана водой кажущаяся его глубина составляет примерно ¾ натуральной.

Ответ: Преломление

1. ”

4. Подготовка к изучению нового материала (5 мин):

Учащиеся сами должны определить тему урока. При подготовке к изучению нового материала зачитывается или рассказывается отрывок из романа Жюль Верна “Таинственный остров”, в котором инженер Сайрес Смит объясняет получение огня. А затем ставится вопрос: “что использовал инженер Сайрес Смит для получения огня”? Обратить внимание на употребление в тексте «зажигательная чечевица». После правильного ответа учащихся им предлагается история возникновения слова “Линза”.

“Линза - слово латинское и означает чечевица. Чечевица – растение, плоды которого похожи на горох, но горошины не круглые, а имеют вид пузатых лепешек. Поэтому все круглые стекла, имеющие такую форму, стали называть - линзами.”

Теперь озвучивается тема урока и ставится образовательная цель урока.

Изучение нового материала (20 мин):

1. Работа с использованием компьютера: используя преподаватель объясняет новый материал.

2. Работа учащихся с опорным конспектом

3. “Построение изображения в собирающей линзе”

4. используя опорный конспект рассмотреть используемые лучи.

5. Выполнить построение изображения в собирающей линзе на доске, дать его характеристику.(физминутка для глаз)

6. Рассмотреть

7. : “Построение изображения в рассеивающей линзе”

8. Выполнить построение изображения в рассеивающей линзе на доске, дать его характеристику (выполняет преподаватель).

Проверка понимания нового материла, его закрепление (10 мин):

Работа учащихся у доски:

Построить изображение предмета в собирающей линзе:

1. Если предмет находится за фокусом линзы.

2. Если предмет находится между фокусом и линзой.

Опережающее задание: мини – проекты учащихся

1.Микроскоп

2.Тескоп

Подведение итогов урока (5 мин):

1. С чем познакомились на уроке, на что обратить внимание?

2. Почему в жаркий летний день растения не советуют поливать водой сверху?

3. Оценки за работу на уроке.

Домашнее задание (2 мин):

Построить изображение предмета в рассеивающей линзе:

1. Если предмет находится за фокусом линзы.

2. Если предмет находится между фокусом и линзой.

К уроку прилагается презентация и опорный конспект

Линзованная оптика в автомобильных фарах

Несмотря на то, что параболические отражатели все еще используются в автомобильных фарах, даже самые современные усовершенствования позволяют довести коэффициент полезного действия осветительного прибора лишь до 45%, причем для этого требуется крайне точный расчет поверхности рефлектора на компьютере.  Между тем, использование линз позволяет заметно улучшить не только КПД, но и многие другие, необходимые для автомобильных фар, параметры работы.

 

Линза позволяет собирать расходящиеся лучи света в плотный и сравнительно узкий пучок, кроме того, применение отражающего экрана дает возможность для очень точного задания границы света и тени. Результатом становится не только яркий свет, сконцентрированный на узком участке впереди автомобиля, но и безопасность для водителей машин, которые движутся по встречной полосе.

 

Сконструированные с применением линз фары получили неофициальное название «линзованная оптика», хотя иногда практикуется также название «прожекторная оптика». Основным недостатком этого вида автомобильных осветительных приборов остается сравнительно высокая цена 

 

Следует отметить, что линзованная оптика требует точной регулировки. Малейшее отклонение от  правильного положения немедленно приведет к утрате всех преимуществ этой схемы. Более того, попадание грязи на поверхность линзы, грозит утратой фокусировки и приводит к трехкратному эффекту ослепления встречных машин. Поэтому для таких фар требуются омыватели.

ВИДЕОРЕГИСТРАТОР 3. Угол обзора. В идеале видеорегистратор должен охватывать область видимости в пределах двух-трёх полос движения. Для этого применяются специальные широкоугольные линзы (более 100 градусов). Такое изображение по краям растянуто, но качество, как правило, не ухудшается. Самый распространённый показатель угла обзора в автомобильных видеорегистраторах - 120 градусов. Большее значение нежелательно и, как правило, приводит к потере качества изображения вплоть до невозможности рассмотреть важные детали: номера автомобилей. 

Опорный конспект

Линза – это прозрачное тело, ограниченное с двух сторон сферическими поверхностями. Линза считается тонкой (тонкая линза), если ее толщина много меньше, чем радиусы кривизны R₁ и R₂ обеих поверхностей.

Виды линз_.

Собирающие -- Рассеивающие

(толщина линзы у середины (толщина линзы у середины

больше, чем у краев). меньше, чем у краев).

d М

а в рис. 1

с N

Главная оптическая ось линзы – это прямая (ав), проведенная через центры сферических поверхностей.

Оптический центр линзы – это точка О, лежащая на оптической оси, через которую любой луч проходит не изменяя своего направления.

Фокальной плоскостью – называется плоскость М N, проведенная через фокус линзы перпендикулярно к главной оптической оси.

Побочная оптическая ось - это любая прямая (сd), проходящая через оптический центр линзы, но не совпадающая с главной оптической осью.

Лучи, параллельные оптической оси, после

прохождения через собирающую линзу собираются

в фокусе F. Расстояние от оптического центра линзы F

до ее фокусов называется фокусным расстоянием – F.

У всякой линзы имеются два фокуса по обе стороны от нее.

Лучи, параллельные оптической оси, после

прохождения через рассеивающую линзу рассеи –

ваются. Если лучи выходящие из линзы продол –

жить в сторону, противоположную их направлению F

то продолжения лучей пересекутся в фокусе – F,

расположенного перед линзой.. Расстояние от опти -

ческого центра линзы до ее фокусов называется фокусным расстоянием. У вогнутых линз фокусное расстояние выражается отрицательным числом.

Формула тонкой линзы:

d – - расстояние от предмета до линзы.

f - - расстояние от линзы до изображения.

F - - фокусное расстояние линзы, это расстояние от оптического центра линзы до ее фокусов

.

Оптическая сила линзы - D-

это величина обратная фокусному расстоянию.

За единицу оптической силы принята – диоптрия ( 1 дптр ).

1 диоптрия – это оптическая сила такой линзы, фокусное расстояние которой равно 1 метр.

_{Для собирающей линзы D 0, для рассеивающей D .}

_{Линейное увеличение тонкой линзы – Г-}

это отношение линейного размера изображения к линейному размеру предмета.

Н – линейные размеры изображения.

h – линейные размеры предмета.

_Г=.

_{Построение изображения в линзе.}

Луч 1 –параллельный главной оптической оси; после преломления в линзе он проходит через фокус;

Луч 2 – проходящий через центр линзы; этот луч не меняет после линзы своего направления.

Луч 3 – фокальный луч; после преломления в линзе он параллелен главной оптической оси.

Характеристика изображения:

1. Увеличенное, уменьшенное

2. Прямое, перевернутое.

3. Действительное, мнимое.