velikol.ru
1

Линзы. Оптическая сила линзы

Цели урока: Обеспечить формирование понятий «линза», «оптическая сила линзы» и усвоение основных физических и геометрических характеристик тонкой линзы, умений определять тип линзы, ее фокусное расстояние и оптическую силу. Научить сравнивать изучаемые факты, логически излагать мысли.

Структура урока:

  1. Организационный момент.

  2. Проверка домашнего задания.

  3. Объяснение нового материала.

  4. Закрепление. Рефлексия.

  5. Домашнее задание.

Ход урока.

1. Организационный момент. Проверить готовность к уроку учащихся. На столе должны быть: дневник, тетрадь, книга, ручка, карандаш, линейка, ластик,

2. Проверка домашнего задания. Упр.26(2)

2. Скорость распространения света в воде vв = 225 000 км/с, в стекле vст = 200 000 км/с, в алмазе vал = 125 000 км/с. Соответственно показатели преломления этих сред равны: nв = 1,33; nст = 1,5; nал = 2,4. Поэтому при переходе светового луча в эти среды под одним и тем же углом падения углы преломления будут уменьшаться соответственно: βв > βст > βал.

^ 3. Объяснение нового материала.

Повторение ранее изученного материала происходит в несколько этапов:

Блиц – опрос

(ответом на вопрос может быть только да или нет, для лучшего обзора ответов учащихся можно использовать сигнальные карточки, «да» - красные, «нет» - зеленые, необходимо уточнять правильный ответ):

  • Зеркала бывают плоскими, выпуклыми, вогнутыми? (да)

  • Угол отражения обозначается латинской буквой гамма? (нет)

  • Отражение бывает зеркальным и диффузным? (да)

  • Видим ли мы чистое стекло? (нет)

  • На границе двух прозрачных сред, световой луч меняет свое направление? (да)

  • Угол падения всегда больше угла отражения? (нет)

  • Скорость света в любой среде одинакова и равна 3·108 м/с? (нет)

  • Скорость света в воде меньше скорости света в вакууме? (да)


Тест


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

  • часть проходит в другую среду, а часть отражается

  • свет поглощается

  • свет рассеивается

  • свет проходит в другую среду


2. . На границе двух сред световой луч меняет свое направление. Часть света (а в ряде случаев и весь свет) возвращается в первую среду. Как называется данное явление?

  • отражением света

  • поглощением света

  • рассеиванием света

  • преломлением света


3. Какое выражение определяет закон отражения света?

  • α = β

  • α = γ

  • sin α = sin γ



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

  • луч 1

  • луч 2

  • луч 3

  • луч 4


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



  • SAE – угол падения, CAB - угол преломления

  • SAD - угол преломления, FАВ - угол падения

  • SAE - угол падения, FАВ - угол преломления

  • ЕАS - угол падения, FАD – угол преломления


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

  • 70о

  • 140о

  • 35о

  • 20о


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.


Отражение и преломление света используют для того, чтобы изменять направление лучей, или, как говорят, управлять световыми пучками. На этом основано использование таких устройств и приборов, как прожектора, лупы, микроскопа, фотоаппарата и др. главной частью большинства из них является линза. Что же такое 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”

Линза – это прозрачное тело, ограниченное с двух сторон криволинейными или криволинейной и плоской поверхностями. Если толщина самой линзы мала по сравнению с радиусами кривизны сферических поверхностей, то линзу называют тонкой.


Виды линз.



Собирающие Рассеивающие

(толщина линзы у середины (толщина линзы у середины

больше, чем у краев) (а) меньше, чем у краев) (б)



Главная оптическая ось линзыэто прямая С1С2, проведенная через центры сферических поверхностей.

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

Если на линзу направить пучок лучей, параллельных главной оптической оси, то после прохождения через линзу лучи (или их продолжения) соберутся в одной точке F, которая называется главным фокусом линзы. У тонкой линзы имеются два главных фокуса, симметрично расположенных относительно линзы на главной оптической оси. У собирающих линз фокусы действительные, а у рассеивающих – мнимые.
^

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.

У собирающих и рассеивающих линз оптические силы отличаются знаком. Собирающие линзы обладают действительным фокусом, поэтому их фокусное расстояние и оптическая сила считаются положительными (F >0, D >0). Рассеивающие линзы обладают мнимым фокусом, поэтому их фокусное расстояние и оптическая сила считаются отрицательными (F< 0, D< 0).


Так же для решения задач нам понадобится следующая формула, запишем ее:

= +

где d – это расстояние от предмета до линзы

f – это расстояние от линзы до изображения


4. Закрепление. Решение задач упр.27(4,5,7)

4.

Дано:

F1 = 2 м

F2 = - 0,2 м

Решение:

D1 = D1 = 0,5 дптр


D2 = D2 = - 5 дптр

Ответ: D1 = 0,5 дптр, D2 = - 5 дптр

D1 - ?

D2 - ?


5.

Дано:

D 1 = 5 дптр

D 2 = - 0,4 дптр

Решение:

F1 = F1 = 0,2 м - собирающая линза


F2 = F2 = - 2,5 м - рассеивающая линза

Ответ: F1 = 0,2 м, F2 = - 2,5 м

F 1 - ?

F 2 - ?


7. Через оптический центр ^ О проведем побочную оптическую ось KL параллельно падающему лучу АВ. Побочная ось пересекает преломленный луч ВС в побочном фокусе F'.


Плоскость DE, проходящая через побочный фокус F' и лавный фокус F перпендикулярно главной оптической оси, называется фокальной плоскостью.

Фокальная плоскость собираю­щей линзы является геометриче­ским местом точек, в которых пере­секаются параллельные лучи, па­дающие на линзу под любым углом к главной оптической оси.


5. Домашнее задание. § 40, стр.155-160, упр.27(2,3)