Оптична сила і фокусна відстань лінзи. Побудова зображень, що дає тонка лінза

Мета уроку: формування уявлень про лінзи, оптичну силу і фокусну відстань лінз; формування початкових навичок побудови зображень у тонкій лінзі.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

Обладнання: лінзи розсіювальні та збиральні, екрани, набір з геометричної оптики (додатково - ліхтарик, повітряна лінза, акваріум з водою).

План уроку:

1. Підбиття підсумків попередньої теми.

2. Лінзи. Оптична сила і фокусна відстань лінз.

3. Побудова зображень, що дає тонка лінза.

4. Розв’язування задач.

 

Зміст уроку

Методичні рекомендації

Перш за все на початку уроку необхідно підбити підсумки минулої теми: назвати оцінки за тематичне оцінювання з попередньої теми та тематичний бал. Бажано проаналізувати найбільш типові помилки учнів. Це треба зробити швидко!

Вивчення нового матеріалу

Ми щодня багато разів користуємося різними оптичними пристроями: окулярами, фотоапаратом, відеокамерою. У кожному з цих пристроїв використовуються лінзи. Сучасна лінза — високотехнологічний виріб. Проте «виготовити» найпростішу лінзу та спостерігати її дію ви можете без зусиль. Якщо крапля води чи прозорого клею потрапляє на друкований текст, то літери під нею здаються набагато більшими. Оце й 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 рисунки різних типів лінз, показуємо самі лінзи.

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

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

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

Головна оптична вісь лінзи - пряма, що проходить через центри сферичних поверхонь лінзи.

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

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

Демонстрація проходження через лінзи паралельного пучка світла (на наборі з геометричної оптики).

У сильному класі можна звернути увагу учнів на те, що для демонстраційних наборів досить часто використовують не сферичні лінзи, а циліндричні; проте головні закономірності для них такі ж самі. Як бачимо, після лінзи паралельний пучок може стати збіжним (у цьому разі 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 позначки збиральних і розсіювальних лінз. Таку закономірність можна пояснити, якщо подумки розріза- ти лінзу на тонкі призми. Зазначимо, що коли показник заломлення лінзи менший, ніж показник заломлення середовища, все буде якраз навпаки: опукла лінза буде розсіювальною!

Демонстрація проходження паралельного пучка світла через опуклу повітряну лінзу у воді.

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

 

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

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

Фокуси лінзи позначають літерою F . Кожна лінза має два фокуси, розташовані по різні боки від неї на однаковій відстані від центра. Цю відстань називають фокусною відстанню лінзи і також позначають літерою F . Її вимірюють у метрах.

Фокусну відстань розсіювальної лінзи вважають від’ємною.

Яка з двох різних збиральних лінз сильніше заломлює світло?

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

Оптичною силою лінзи називають величину D, обернену 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. Ми кажемо, що лінза дає зображення світної точки. Що це означає? Адже далеко не кожне прозоре тіло може дати зображення! Смисл наведеного твердження такий.

Всі промені, що вийшли зі світної точки A та пройшли через лінзу, можуть:

  • зібратися в одній точці (це буде дійсне зображення точки А);
  • розсіятися так, щоб продовження всіх променів пройшли через одну точку (ця точка - уявне зображення точки А).

Щоб знайти положення зображення, досить знайти перетин двох променів, що вийшли зі світної точки. Яких саме? Будь-яких! Проте існують певні зручні промені, якими можна скористатися. Таких променів три:

1. Паралельний до головної оптичної осі.

2. Такий, що проходить через фокус.

3. Такий, що проходить через центр лінзи.

Доцільно зробити разом з учнями (на дошці та в зошитах) окремі рисунки для збиральної та розсіювальної лінзи. Розберемо приклади побудови зображень у тонкій лінзі.

1. Предмет міститься перед збиральною лінзою на відстані, яка втричі перевищує фокусну відстань. Проводимо з точки A названі вище промені та переконуємося: всі вони перетинаються в точці A1 . Ця точка й є дійсним зображенням точки A . Отже, ми могли б обійтися будь-якими двома променями з показаних трьох. Що ж до зображення A1B1 предмета AB , то воно є дійсним, оберненим і зменшеним удвічі.

 

2. Предмет розміщено перед збиральною лінзою на відстані, яка вдвічі менша від фокусної відстані. Проводимо з точки A названі вище промені та переконуємося: вони розходяться! Їх продовження перетинаються в точці A1 . Ця точка є уявним зображенням точки A . Зображення A B 1 1 предмета AB є уявним, прямим і збільшеним удвічі (точка B1 збігається з фокусом лінзи).

 

3. Ви можете легко переконатися, що збиральна лінза дає дійсні зображення віддалених предметів у так званій фокальній площині. Для цього візьміть збиральні лінзи та спробуйте отримати на екрані зображення вікна та предметів за вікном (наприклад, дерев).

Розгляньте уважно отримане зображення. Що ви можете про нього сказати?

Виявляється, що існує проста формула, яка дозволяє в будь-якому випадку визначити відстань f від лінзи до зображення, якщо ми знаємо відстань d від лінзи до предмета та фокусну відстань F лінзи.

Формула тонкої лінзи: .

f - від лінзи до зображення, d - від лінзи до предмета. Значення f вважають від’ємним, якщо зображення уявне.

 

Конспект учня

Тема. Лінзи. Побудова зображень. Формула тонкої лінзи

Лінзою називають прозоре тіло, обмежене двома сферичними поверхнями.

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

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

Головна оптична вісь лінзи - пряма, що проходить через центри сферичних поверхонь лінзи.

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

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

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

Фокусну відстань розсіювальної лінзи вважають від’ємною.

Оптичною силою лінзи називають величину D, обернену до фокусної відстані лінзи: .

Всі промені, що вийшли зі світної точки A та пройшли через лінзу, можуть:

• зібратися в одній точці (це буде дійсне зображення точки A);

• розсіятися так, щоб продовження всіх променів пройшли через одну точку (ця точка — уявне зображення точки A).

Формула тонкої лінзи: .

f - від лінзи до зображення, d- від лінзи до предмета.

Значення f вважають від’ємним, якщо зображення уявне.

 

Узагальнення та закріплення вивченого матеріалу

Бесіда за питаннями

Задача 10.3. Чим відрізняється уявне зображення від дійсного?

Задача 10.17. На рисунку показані промені, що виходять з однієї світної точки A та проходять через збиральну лінзу. Покажіть подальший хід променів 2 і 4

 

Задача 10.18. Сонячного дня хлопчик намагається використати збиральну лінзу як запалювальне скло. Яке зображення Сонця він має для цього отримати (дійсне чи уявне)?

Задача 10.33. Збиральна лінза створює на екрані зображення освітленого предмета. Як зміниться це зображення, якщо закрити нижню половину лінзи?

Домашнє завдання

Прочитати теоретичний матеріал за підручником; вивчити матеріал за конспектом; задачі 10.20,10.21


Задачі на знаходження невідомого від’ємника. Знаходження значень виразів
Луки — природне угруповання
Як матусю рідну, бережіть природу
Как сохранить маникюр
Красота - спасает мир!
Змінювання іменників за числами: однина і множина

Реферати
  • Всі реферати
  • Архітектура
  • Астрономія, авіація
  • Аудит
  • Банківська справа
  • Безпека життєдіяльності
  • Біографія, автобіографія
  • Біологія
  • Бухгалтерський облік
  • Військова кафедра
  • Географія
  • Геологія
  • Гроші і кредит
  • Державне регулювання
  • Діловодство
  • Екологія
  • Економіка підприємства
  • Економічна теорія
  • Журналістика
  • Іноземні мови
  • Інформатика, програмування
  • Історія всесвітня
  • Історія України
  • Історія економічних вчень
  • Краєзнавство
  • Кулінарія
  • Культура
  • Література
  • Макроекономіка
  • Маркетинг
  • Математика
  • Медицина та здоров'я
  • Менеджмент
  • Міжнародні відносини
  • Мікроекономіка
  • Мовознавство
  • Педагогіка
  • Підприємництво
  • Політологія
  • Право
  • Релігієзнавство
  • Промисловість
  • Сільське господарство
  • Сочинения на русском
  • Соціологія
  • Литература на русском
  • Страхування
  • Твори
  • Фізика
  • Фізична культура
  • Філософія
  • Фінанси
  • Хімія
  • Цінні папери
  • Логіка
  • Туризм
  • Психологія
  • Статистика


    Онлайн всего: 21
    Гостей: 21
    Пользователей: 0

    Партнеры сайта