Линзы

Разделы: Физика

Цели:

  • образовательная: обобщить знания учащихся о линзах и их физических свойствах; сформировать практические умения применять знания о свойствах линз для нахождения изображений графическим методом.
  • развивающая: обеспечить активность учебного процесса, стремление овладения знаниями по физике, развитие интереса к предмету, самостоятельности мышления;
  • воспитательная: формирование научного мировоззрения, воспитание культуры общения, организации действий, умение работать и представлять полученный результат.

Задачи: добиться выполнения поставленных целей урока с помощью овладения теоретических знаний, решения экспериментальных и расчетных задач, обучения аргументации выводов.

Тип урока: комбинированный.

Оборудование к уроку: ПК и ИД, собирающая и рассеивающая линзы, экран, источник света.

План урока

№ Этап урока Приемы и методы Время (мин)
1 Подготовка к восприятию основного материала. Самостоятельная работа. 5
2 Изучение нового материала. Объяснение и демонстрации. 15
3 Закрепление материала. Запись основных понятий. Решение задач. 15
4 Итоги урока. Домашнее задание. Оценка деятельности учащихся. Запись домашнего задания 3+2

<Приложение 1. Сайт 2>

Ход урока

Проведение урока происходит на фоне презентации “Линзы” (Приложение 1) и проведения демонстраций.

№ Деятельность учителя Деятельность ученика
1 Подготовка к восприятию основного материала.

Открываем гиперссылку на <Приложение 1. Сайт 2 > ключевое слово Линзы

Опрос:

Подберите правильный ответ на поставленные вопросы и заполните таблицу:

  1. Угол между перпендикуляром к отражающей поверхности и отражённым лучом …
  2. 1) Падающий луч, луч преломления и перпендикуляр, восстановленный в точке падения, лежат в одной плоскости; 2) Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для двух сред и называется относительным показателем преломления …
  3. Угол между падающим лучом и перпендикуляром к поверхности раздела сред, восстановленный в точке падения …
  4. Относительный показатель преломления.
  5. Среду с меньшим абсолютным показателем преломления называют …
  6. Абсолютным показателем среды.
  7. Угол падения , соответствующий углу преломления 90о …
  8. 1) Угол отражения равен углу падения. 2). Падающий луч, луч отражения и перпендикуляр, восстановленный в точке падения, лежат в одной плоскости.
  9. Угол между преломленным лучом и перпендикуляром к поверхности в точке падения луча …

Ответы:

А.

Б. Углом падения

В. Закон преломления света

Г. Предельным углом отражения

Д.

Е. Углом отражения

Ж. Углом преломления

З. Закон отражения света

И. Оптически менее плотной средой

Заполните таблицу, поставив букву правильного ответа на соответствующий номеру вопрос:

1 2 3 4 5 6 7
             

Приложение 2

Отвечают на вопросы, заполняя таблицу. Задание выполняют на компьютере (при отсутствии на отдельных листах)
2 Изучение нового материала.

Введём понятие линзы.

Виды линз (гиперссылка: <Приложение 3>)

прозрачное тело, ограниченное сферическими поверхностями

<Приложение 1. Сайт 3>

Рассмотрим различные линзы – собирающие, рассеивающие, стеклянные и наполняемые водой (учитель демонстрирует линзы).

Рассмотрим основные оси линз, правила построения в собирающих и рассеивающих линзах. Для этого можно использовать диск с закреплённой линзой (опыты описаны в [1] § 63 стр.175). Открываем гиперссылку на <Приложение 1. Сайт 3> ключевое слово Виды линз

 

О – оптический центр линзы; R1 и R2 – радиусы сферических поверхностей линзы;

А и В- вершины сферических сегментов; О1О2 – главная оптическая ось.

Если толщина АВ<< R1 и R2 ,то линза называется тонкой.

Точка F на главной оптической оси, в которой пересекаются после преломления лучи, параллельные этой оси, называется главным фокусом. Точка F`- побочный фокус. Плоскости МN и М`N`- фокальные плоскости.OF-фокусное расстояние F.

У собирающей линзы +F; у рассеивающей линзы –F.

<Приложение 3>

Рассмотрим построение изображения точки с помощью двух лучей. <Приложение 1. Сайт 4>.

Для построения изображения точки достаточно двух лучей: 1 – луч, проходящий через центр линзы и не меняющий своего направления; 2 – луч, идущий параллельно главной оптической оси и преломляясь в собирающей линзе, проходит через её фокус, в рассеивающей линзе рассеивается и собирается мнимо в мнимом фокусе линзы. <Приложение 1. Сайты 5-8> <Приложения 5–9>

<Приложение 1. Сайт 4>.

Рассматриваем различное положение предмета относительно линзы, характеризуем полученное изображение <Приложение 1. Сайт 9>

При наличии спаренного урока даем вывод формулы тонкой линзы и решаем задачи из “Эстафеты задач”, которую можно проводить в виде эстафеты задач (<Приложение 10>), то есть при наличии компьютера у каждого ребёнка, дети решают задачи последовательно с первой по десятую. Ответ предыдущей задачи является одним из условий последующей. При отсутствии компьютеров текст задач выводится на экран (<Приложение 11>)и задачи решаются либо отдельными учениками у доски и весь класс на месте, либо по вариантам. При отсутствии спаренного урока, разбиваем урок на два урока и даем оставшуюся часть материала на следующем уроке.

Выведем формулу тонкой линзы. <Приложение 4>

Откроем гиперссылку на <Приложение 1. Сайт 4> ключевое слово “Изображение, даваемое линзой”.

Из подобия треугольников, заштрихованных одинаково, следует

и ,

откуда

, , ,

или – формула тонкой линзы

где d – расстояние предмета от линзы; f – расстояние от линзы до изображения;

F – фокусное расстояние; h – высота предмета; H – высота изображения.

Оптичесая сила линзы равна:

Единица оптической силы линзы в СИ – диоптрия: 1 дптр =1 м-1.

Для собирающих линз F>0 и D>0.
Для рассеивающих линз F<0 и D<0

При расчетах числовые значения действительных величин всегда подставляются со знаком “плюс”, а мнимых – со знаком “минус”.

Линейное увеличение

Оптическая сила линзы определяется кривизной её поверхности. а также показателем преломления её вещества относительно окружающей среды:

,

где R1 и R2 – радиусы сферических поверхностей линзы; n оптический показатель преломления линзы.

<Приложение 4>

Линзы, у которых середины толще чем края, называются собирающими, а у которыхтолще края – рассеивающими. Эти условия выполняются, если показатель стекла, из которого изготовлена линза, больше показателя преломления среды, в которой используется линза.

Изображения в линзе (гиперссылка <Приложение 10>)

№ Расстояние от предмета до линзы (d) Характер изображения Применение на практике
1 d>2F Изображение уменьшеное, действительное, перевёрнутое, находится между F и 2F В фотоаппаратах
2 d=2F Изображение равное, днействительное, перевёрнутое, находится на 2F В оптических приборах для получения чёткого изображения
3 2F>d>F Изображение увеличенное, действительное, перевёрнутое, находится за 2F Фотоувеличитель, киноаппарат, проекционный аппарат, объектив микроскопа
4 d=F Лучи находятся параллельно Лупа (для чёткого изображения предмета), окуляр микроскопа и телескопа
5 d<F Изображение мнимое, прямое, увеличенное. Находится дальше от линзы, чем предмет “Увеличительные стёкла”

<Приложение 1. Сайт 9>.

2. Слушают объяснение нового материала. Анализируя проводимые опыты, делают вывод о свойствах линз. Записывают определения, формулы и построения изображений в тетрадь.
3 Закрепление материала.

Решение задач:

  1. Решение задач с использованием компьютеров. Открываем гиперссылку на <Приложение 1. Сайт 9> ключевое слово Изображения в линзе <Приложение 10>
  2. Решение задач с экрана. Открываем гиперссылку на <Приложение 1. Сайт 10> ключевое слово Список литературы <Приложение 11>

Задачи для эстафеты.

На каком расстоянии от собирающей линзы с фокусным расстоянием 20 м получится изображение предмета, если сам предмет находится от линзы на расстоянии 15 м? (f=-0,6 м)

Перед двояковыпуклой линзой на расстоянии м находится предмет высотой 2 м. Расстояние от изображения до линзы 0,3 м. Определить линейное увеличение линзы. (Г=0,5)

Найти оптическую силу линзы, фокусное расстояние которой равно (0,5) м? (D=2 дптр)

Найти оптическую силу линзы, фокусное расстояние которой равно (2) дптр, на расстоянии 30 см находится предмет высотой 15 см. Определить, на каком расстоянии от линзы находится изображение. (f=-0,75 м)

Перед собирающей линзой на расстоянии 30 см находится предмет высотой 20 см, изображение предметы находится на расстоянии м. Определите линейное увеличение линзы. (Г=2,5)

Определите, на каком расстоянии находится предмет от собирающей линзы с фокусным расстоянием (2,5) м, если расстояние до изображения 0,5 м. (d=0,625 м)

Оптическая сила линзы равна (0,625) дптр. Каково фокусное расстояние линзы? (F=1,6м)

Предмет высотой 4 м находится на расстоянии 2 м от линзы. Расстояние от изображения предмета до линзы (1,6) м. Найти высоту изображения предмета. (Н=3,2 м)

Предмет находится на расстоянии d=(3,2) м от собирающей линзы. Определите фокусное расстояние линзы, если изображение меньше предмета в 4 раза. (F=0,64 м)

Изображение сантиметрового деления шкалы, расположенной перед линзой на расстоянии (0,64) м, имеет на экране длину 3,1 см. Каково фокусное расстояние линзы? (F=0,62 м)

<Приложение 11>

 Решение задач у доски и на месте в тетрадях.
4 Итоги урока.

Оценка деятельности учащихся.

 Вопросы по уроку.
5 Домашнее задание:

[1] § 63-65, упр.9 (1,5,7), [5] №1064

Ответить на вопросы после параграфа.

 Запись задания.

Список литературы: (гиперссылка <Приложение 11>)

  1. “Физика 11 класс” Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, М., “Просвещение”, 2004
  2. “Опорные конспекты и тестовые задания по физике: 11класс” Г.Д.Луппов, М., “Просвещение”, 1996
  3. “Физика: Учеб. пособие для общеобразовательных учреждений” О.Ф.Кабардин, М.,ООО “Изд-во Астрель”, 2001
  4. “Физика.9-11 классы. В таблицах и схемах” Г.А.Рассказова, М., “Издат-Школа 21 век”, 2003
  5. “Физика.Задачник. 10-11 классы” А.П.Рымкевич, М.,”Дрофа”, 2001
  6. “Методические материалы. Физика-10” Л.А.Кирик, Л.Э.Генденштейн, Ю.И.Дик (М., “Илекса”, 2004)