Построение изображений, даваемых линзой, и их опытное подтверждение

Построение изображений, даваемых линзой,

и их опытное подтверждение

Урок физики в 9 классе

Учитель Попов Александр Михайлович

Цели урока:

1. Научить учащихся выполнять построения в линзе и характеризовать вид изображения в зависимости от расположения предмета.

2. Включить каждого ученика, используя разные виды деятельности, в творческую работу над проектом «Физика вокруг нас». Дать возможность реализации и развития творческого потенциала, осознанного понимания темы, и стать «узким специалистом» в определенной области.

3. Дать возможность пережить успех коллективного труда и радость от того, что ты был чем – то полезен. В общем деле есть твоя лепта.

Оборудование: Набор «Геометрическая оптика», Инструкция по проведению эксперимента, телевизор, видеомагнитофон, ПК, кодоскоп, описание упражнений для снятия напряжения глаз, каждому ученику изображение собирающей и рассеивающей линзы, изготовленной из самоклеющейся бумаги.

Ход урока:

1. Оргмомент: проверяю готовность класса к уроку.

2. Проверка домашнего задания:

1.Проверяется решение задач «массивом» по листу взаимоконтроля (Домашнее задание до урока проверял учащийся и отмечал на листе взаимоконтроля).

2.Фронтальный опрос: - Что называется линзой? Какие бывают линзы?

- Чем отличается выпуклая линза от вогнутой? Можно ли по внешним признакам их различить?

- Какие линзы являются собирающими? Какие рассеивающими?

- Где находится оптический центр линзы? Чем он важен?

- Что называется главной оптической осью линзы? Сколько осей можно провести? А главных оптических осей сколько?

- Что называют фокусом линзы? У двояко – выпуклой собирающей линзы сколько фокусов?

- Что такое фокусное расстояние? Как его определить опытным путем?

- Что такое оптическая сила линзы? Как её определить?

- В каких единицах измеряется оптическая сила линзы?

- У каких линз оптическая сила «+», у каких «–», и почему?

3. Домашний эксперимент: Одним из направлений проекта «Физика вокруг нас - Оптика» является «Световые явления в художественной литературе». Мы предоставляем им слово. (Зачитываются отрывки из произведений Жюль Верна «Путешествия и приключения капитана Гаттераса» стр. 237 – 239 и «Таинственный остров» стр. 100.) Возможно, ли проверить опытным путем эти сюжеты? Этот вопрос был адресован участникам проекта в направлении «Домашний эксперимент» (Поисково-эвристические технологии). Учащиеся демонстрируют ледяную и водоналивную линзы (изготовленные самостоятельно) и определяют их фокусное расстояние.

Вывод: (Актуализация знаний через художественную литературу и физический эксперимент). Писатель – фантаст еще раз убеждает нас в необходимости изучения физических явлений природы, чтобы воспользоваться знаниями даже в экстремальных условиях.

1. Объявление темы через проблемную ситуацию.

Наведите линзу на текст учебника. Перемещая линзу ближе или дальше от учебника, мы видим, что буквы меняют свои размеры? Почему? Какая у нас линза?

Необходимо исследовать проблему в нашей научной лаборатории. Тема исследования (Урока) «Построение изображений даваемых линзой и их опытное подтверждение».

Работая над любым проектом, необходимо, прежде всего, изучить накопленный до нас научный опыт по данной проблеме, умело воспользоваться плодами научной мысли и убедиться в правильности теории на собственном опыте. Главное идти по пути собственных открытий.

1. Объяснение новой темы:

Начинается с просмотра видеофрагмента из сборника демонстрационных опытов по физике СГУ. После просмотра учащиеся должны ответить на следующие вопросы:- Какие лучи будут ключевыми в любых линзах? Какие точки являются опорными?

После просмотра видеофильма обращаемся к чертежу на доске.

Если в точку А поместить предмет, то в точке А1 пересечения лучей 1 и 2 получим изображение предмета.

Вспомним проблему: «Почему текст учебника виден то увеличенным то уменьшенным»?

Можно предположить, что вид изображения зависит от фокусного расстояния и от расположения предмета. Попробуем более детально исследовать изображение, даваемое линзой через построение и эксперимент.

5. Физический эксперимент:

У вас на столе лежит инструкция по построению изображения и проведению эксперимента. ( Работа в группах. Каждая группа строит изображение на прозрачной пленки). 1- й. ряд d 2F, 2 – й. ряд F d F, 3 – й ряд d = 2F. Кто быстро справится с построением, сразу проверяет результат экспериментально и делает вывод. Необходимо еще измерить d и f для продолжения расчетов на следующем уроке.

Не потушив свечи, попробуйте поместить её, так чтобы d = F и d F.

- Получилось изображение? Нет?

- Вот и молодцы!

-Проверим построением, почему?

Учащиеся выполняют предложенные построения.

1. Обобщение работы в группах:

-Подведём итоги исследований, собрав результаты в общую копилку.

Проверка происходит через кодоскоп, и результаты записываются на доску.

На доске получается следующая запись

1. если d 2F , то действительное, уменьшенное, перевёрнутое.

2. если F

3. если d = 2F , то действительное, равное, перевёрнутое.

4. если d = F , то изображения нет.

5. если d

6. если линза рассеивающая, то ВСЕГДА мнимое, прямое, уменьшенное.

7. Закрепление:

Через компьютер, используя программу «Живая физика», ещё раз проверяем все выводы.

Если мы через лупу видим увеличенное изображение, то на каком расстоянии от неё находятся буквы печатного текста.

- от F до 2F.

Но ведь тогда изображение должно быть перевернутым, а наш текст не перевернут.

Не ошибка ли эксперимента?

Нет, ошибки нет!

В данном случаи изображение действительно перевернуто на экране. А экраном служит сетчатка нашего глаза (собирающая линза). Лучи, проходя через глаз, преломляются дважды. Об этом нам подробно на следующем уроке расскажут участники проекта в направлении «Зрение». А пока, наша природная собирающая линза – бесценный Божий дар, так усердно фокусировала все законы построения, что заслужила отдых.

Слово берут участники проекта в направлении «Здоровье». (Здоровьесберегающие технологии).

Упражнения, снимающие усталость глаз.

Их уместно проводить на перемене, дома, при работе на компьюторе, или когда много уроков, а самое доступное на уроке первое упражнение.

Поднесите зелёный листок на расстояние 25 – 30 см. от глаза, сосредоточив на 2 – 3 сек. внимание на его прожилках. Опустив его, посмотрите 5 – 7 сек. вдаль или на стенку, где много зелени. Достаточно повторить это упражнение, в котором работают разные группы мышц, несколько раз и утомление исчезнет.

А теперь мой сюрприз: - Необходимо «перевести» научный текст с арабского языка на русский, желательно близко к тексту.

Сконцентрировали свое внимание? А теперь расслабьтесь! Кто первый «перевел», кто самый находчивый, самый внимательный. Смеяться не просто разрешается, но даже рекомендуется!

Проверяем:

Учитывая, что арабы не только пишут, но и чертят справа налево, все наши чертежи представлены в зеркальном отражении. Остается выяснить, какой буквой обозначен фокус, тогда «перевод» не составит труда. Можно пользоваться физическим словарем (Опорный конспект).

а. Если предмет помещен за двойной фокус, то изображение получается действительное, уменьшенное, перевёрнутое.

б. Параллельно идущие лучи от удаленного источника преломляясь в собирающей пересекаются в точке фокуса.

в. Если предмет помещен между F и 2F - то изображение действительное, увеличенное, перевёрнутое.

г. Если предмет помещен в точку двойного фокуса, то изображение действительное, равное, перевёрнутое.

д. Если предмет находится между фокусом и линзой, то изображение мнимое, увеличенное, прямое.

8. Домашнее задание:

1. Задачи «массивом» с № 141 - №150 продолжаем решать до конца темы.

2. Втетради восстановить все 6 чертежей.

3. Через урок защита творческого проекта «Глаз оптический прибор. Зрение, кто как видит».

4. ФМШ Задача: По смазанному снимку фотофиниша определить скорость спортсмена. Фокусное расстояние фотоаппарата известно. (Вывод формулы в учебнике физики 11 кл.).

9. Итог урока:

Благодарю всех участников проекта «Физика вокруг нас» и попрошу выполнить последнее задание.

Оценить свою работу: Если все усилия разобраться в трудной теме были не напрасными, и мы сумели сфокусировать их в действительном фокусе, то приклейте собирающую линзу на рисунок.

Если ты был рассеян и не сумел получить действительного «фокуса», то приклей рассеивающую линзу.

Уважаемые коллеги, если урок достиг цели, то приклейте красную точку в фокус собирающей линзы, а если не достиг цели, то в фокус рассеивающей.

Инструкция по выполнению построения изображений даваемых линзой

и их опытное подтверждение.

1. Определите фокусное расстояние линзы:

«F» (от линзы до чёткого изображения окна на экране). «F»=.....см.

1. Сделайте чертеж, обозначив на нём:

• Собирающую линзу «↕»

• Оптический центр линзы «О»

• Главную оптическую ось, проходящую через оптический центр «О»

• На главной оптической оси отложите фокусное расстояние слева и справа от линзы;

• Обозначьте «F» фокус линзы;

• Обозначьте «2F» двойной фокус линзы.

1. Постройте изображение, используя два основных луча:

1! Луч, проходящий от предмета через оптический центр линзы «О», не преломляется, т.е. не меняет направление.

2! Луч, падающий на линзу параллельно её главной оптической оси, преломляясь в линзе, проходит через её радиус «F».

d – расстояние от линзы до предмета! f – расстояние от линзы до изображения!

3! В точке пересечения лучей 1 и 2 будет изображение предмета на экране.

1. Постройте изображение предмета, помещённого между первым и вторым фокусом:

F

• Полученные изображение охарактеризуйте.

1. действительное или мнимое;

2. прямое или перевёрнутое;

3. уменьшенное или увеличенное.

4. Проверьте опытным путём характеристику изображения, поместив зажжённую свечу между «F» и «2F» от линзы, предварительно отметив их на полоске бумаги.

• Сделайте вывод.

* Измерьте расстояние

d=......... от линзы до предмета.

f=........... от линзы до изображения.

* Проверьте формулу линзы;

1/F = 1/d + 1/f

5.Постройте изображение предмета, помещённого за двойным фокусом:

d2F

• Дайте характеристику изображения;

• Проверьте опытным путём;

• Сделайте вывод.

* Измерьте расстояние

d=......... от линзы до предмета.

f=........... от линзы до изображения.

* Проверьте формулу линзы;

1/F = 1/d + 1/f

6) Постройте изображение предмета, помещённого в двойной фокус:

d=2F

• Дайте характеристику изображения;

• Проверьте опытным путём;

• Сделайте вывод.

* Измерьте расстояние

d=......... от линзы до предмета.

f=........... от линзы до изображения.

* Проверьте формулу линзы;

1/F = 1/d + 1/f

* 7) Попробуйте самостоятельно построить изображения предмета, помещенного в фокус «F» , ближе чем «F», собирающей линзы. Поясните результат. Если не можете разрешить проблему, откройте учебник §35 рис.91(в).

*8) А каким же будет изображение в рассеивающей линзе? Как построить его?