Цель урока:
С помощью экспериментального задания и на примере решения задач рассмотреть следующие понятия:
- главный фокус оптической системы;
- оптическая сила системы близко расположенных линз (Приложение 1).
ХОД УРОКА
I. Учащиеся выполняют экспериментальную задачу.
Определение оптической силы системы линз
Цель работы: показать, что общая оптическая сила двух линз, сложенных вместе, равна сумме оптических сил этих линз (на примере собирающей и рассеивающей линз).
Оборудование:
- источник питания;
- ключ; лампа;
- переменный резистор;
- соединительные провода;
- экран со щелью;
- цилиндрическая собирающая линза;
- цилиндрическая рассеивающая линза;
- лист бумаги в клетку;
- линейка.
Ход работы
1. Соберите электрическую цепь согласно схеме (рис.1).
рис.1
2. Определите фокусное расстояние и оптическую силу каждой линзы. Для этого разместите на рабочем столе лампу, экран со щелью, лист бумаги (так чтобы луч света шел в направлении линий).
Сначала для собирающей линзы (рис.2 и рис. 3)
 |
 |
| рис. 2 | рис.3 |
Для рассеивающей линзы (рис. 4 и рис. 5)
 |
 |
| рис. 4 | рис. 5 |
3. Вычислите оптические силы обеих линз по формуле: D = 1/F.
4. Соберите на листе бумаги систему из двух линз (сложите линзы вплотную друг к другу, как показано на рис.6).
рис. 6
5. Перемещайте лист бумаги вместе с системой линз в направлении перпендикулярном лучу света.
Убедитесь, что луч не изменяет своего направления после выхода из системы линз.
Вывод, к которому учащиеся должны прийти самостоятельно (либо с помощью учителя):
“Действие собирающей и рассеивающей линз на луч света взаимно скомпенсировалось. В опыте использовались две линзы с одинаковой по величине и противоположной по знаку оптической силой, следовательно, общая оптическая сила системы линз, сложенных вместе равна сумме оптических сил этих линз”.
II. Для двух собирающих линз с фокусными расстояниями F1 и F2 расположенных друг от друга на расстоянии ? фокусное расстояние определяется выражением:
1/F = 1/(F1 - l) + 1/F2
Оптическая сила системы близко расположенных линз равна сумме оптических сил этих линз
D = D1 + D2
Такая оптическая система обладает меньшим фокусным расстоянием, чем каждая из линз в отдельности. Для рассеивающей линзы F и D отрицательны.
III. Решение задач.
1.Докажите, что оптическая сила двух соприкасающихся тонких линз равна сумме их оптических сил.
2.Оптическая система состоит из двух собирающих линз с фокусными расстояниями 15 см и 7 см, расположенными на расстоянии 5 см друг от друга. Определите, на каком расстоянии от второй линзы расположен фокус этой оптической системы?
(Отв. 4,1 см).
3.Две линзы с оптическими силами 2 дптр и 4 дптр расположены на расстоянии 50 см друг от друга. Предмет находится на расстоянии 1 м от первой линзы. На каком расстоянии от центра второй линзы находится изображение предмета и каково увеличение, даваемое оптической системой? (Отв. 17 см; 0,33).
Домашнее задание: § 65. (В.А.Касьянов “Физика - 11”)
Задачи по вариантам
11 класс ВАРИАНТ 1
Оптические системы
Светящаяся точка находится на главной оптической оси линзы, фокусное расстояние которой 3 см, на расстоянии 4 см от ее оптического центра. На расстоянии 3 см от первой линзы находится вторая линза, с такой же оптической силой. Где получится изображение светящейся точки?
11 класс ВАРИАНТ 2
Оптические системы
На оптической скамье расположены две собирающие линзы с фокусными расстояниями 12 см и 15 см. Расстояние между линзами 36 см. Предмет находится на расстоянии 48 см от первой линзы. На каком расстоянии от второй линзы получится изображение предмета?
11 класс ВАРИАНТ 3
Оптические системы
Предмет находится в 20 см слева от собирающей линзы с фокусным расстоянием 10 см. Вторая собирающая линза с фокусным расстоянием 12,5 см расположена в 30 см справа от первой. Найти положение изображения.