Решение теоретических и экспериментальных задач по теме «Линзы»

Цели урока :
cоздать условия для повторения и систематизации знаний по теме «Линзы», в решении теоретических и экспериментальных задач по данной теме;
cодействовать развитию умений обобщать полученные знания;
проводить анализ полученных знаний по теме: «Линзы», помочь учащимся осознать ценность совместной групповой деятельности, содействовать умению осуществлять само- и взаимоконтроль, самооценку;
содействовать воспитанию у учащихся на уроке внимательности, активности, мобильности, взаимного уважения;
развивать познавательный интерес и мотивационный компонент через использование информационных технологий.

Ход урока
1.Повторение темы линзы. Определение собирающей и рассеивающей линзы.
Виды собирающей линзы: двояковыпуклая, плосковогнутая и вогнуто-выпуклая.
Три характерных луча для построения в линзах.
Правило знаков. Формула тонкой линзы.
2.Физическая разминка. Решение устных задач, ответы на доске (мультимедио).
3.Решение теоретических задач по теме «Линзы».
Самооценка, проверка на доске.
4. Экспериментальное задание по теме: «Линзы», задания по группам, ответы на экспериментальные задачи на доске.
5. Итоги урока. Рефлексия. Домашнее задание.

Линзы. Для того, чтобы можно было применять законы геометрической оптики к преломляющим линзам, эти линзы должны быть тонкими (в противном случае возникают сильные искажения изображения, обусловленные разностью хода лучей в разных частях линзы).
Два главных типа линз:
1. Собирающая линза, которая собирает падающий на нее пучок света, параллельный оптической оси, в одной точке по другую сторону линзы, называемой главным фокусом; расстояние от центра линзы до этой точки называется фокусным расстоянием f > 0 ;
2. Рассеивающая линза, которая рассеивает падающий на нее пучок света, параллельный главной оптической оси так, что при продлении всех лучей они собираются в одной точке - фокусе, расположенном на той же стороне линзы, что и падающий пучок света; при этом фокусное расстояние f < 0 .
В отличие от зеркал, линзы имеют два фокуса по обе стороны линзы. Основная формула для линзы любого типа имеет тот же вид, что и для зеркала.
Особенности хода главных лучей в собирающей линзе:
1. Луч, проходящий через центр линзы, не искажается.
2.Луч, проходящий через передний фокус линзы (тот фокус, который находится по ту же сторону, что источник), идет после преломления параллельно главной оптической оси .
3.Луч, идущий параллельно главной оптической оси, после преломления проходит через задний фокус линзы.
Величина, обратная фокусному расстоянию линзы, называется оптической силой линзы D :
Размерность: [D] = диоптрия (дптр). Линза с фокусным расстоянием 1 м имеет оптическую силу 1 дптр.

Основные характеристики линзы
Главная" оптическая ось
Прямая, на которой лежат центры С и С₃ обеих сферических поверхностей линзы
Оптический центр (т. О)
Точка, проходя через которую, луч не пре­ломляется
Побочная оптическая ось
Прямая, проходящая через оптический центр линзы, не совпадающая с главной оптической осью
Главная плоскость
Плоскость, проходящая через центр тонкой линзы перпендикулярно к главной оптической оси
1 лавный фокус линзы F
Точка, в которую собирается параллельный пучок света, распространяющийся параллельно главной оптической оси
Фокусное расстояние линзы
Расстояние OF от оптического центра линзы до ее главного фокуса
Фокальная плоскость
Плоскость, проходящая через главный фокус перпендикулярно к главной оптической оси
Формула тонкой линзы:
Правила знаков
Величины F, d, f следует считать положительными в случае собирающей линзы, действительных источника и изображения; в случае рассеивающей линзы, мнимых источника и изображения – F, d, f считают отрицательными.

Три характерных луча для построения изображений в линзах

Вариант1 (I уровень)
Иногда линзу называют «зажигательным стеклом». К каким линзам, изображенным на рисунке 1, такое название применить нельзя? Почему?
(II уровень) Какой из трех лучей 2, 3 или 4, изображенных на рисунке 2 штриховой линией, является продолжением светового луча 1 после преломления его в линзе IVв линзе L2?
(III уровень) Постройте изображение предметами,, даваемое линзой с фокусным расстоянием F, для случаев
(рис. 3). Охарактеризуйте каждое изображение.
(рис. 3)

Вариант 2 (I уровень)
Как называются линзы, изображенные на рисунке 1? Какая из них имеет действительный фокус, а какая мнимый? Одинаково ли у них фокусное расстояние?
(II уровень) На рисунке 2 показан ход светового луча, падающего на рассеивающую линзу. Выполнив необходимое построение, найдите положение главного фокуса линзы и положение изображения (5') светящейся точки S. Какое это изображение: действительное или мнимое?
(III уровень) Постройте изображение предметами, даваемое линзой с фокусным расстоянием F, для случаев 3 - 4 (рис.3). Охарактеризуйте каждое изображение.
(рис. 3). Охарактеризуйте каждое изображение.

Ответы:
1 вариант:
1. Собирающие линзы 1, 3, 4; рассеивающие линзы 2, 5, 6.
2. В линзе L1 — луч 4; в линзе L2 — луч 2.
3. Рис. 1,2
2 вариант:
1. Линза 1 — вогнутая рассеивающая линза, фокус ее мнимый;
линза 2 — двояковыпуклая собирающая линза, фокус действительный;
фокусное расстояние линзы 1 больше.
2. Изображение мнимое, оно в точке S'.
3. Рис. 3,4

Экспериментальное задание по теме: «Линзы»
Задание по подгруппам.
Построить изображение в линзах ,для данного случая при известном значении фокусного расстояния и известном значении от предмета до линзы.
Охарактеризовать изображение;
1.Действительное или мнимое
2.Прямое или перевёрнутое.
3.Увеличенное, уменьшенное или равное.
Рассчитать по формуле линзы расстояние от линзы до изображения.
Проверить правильность выводов на эксперименте.

№1
На рисунке 1 изображены в разрезе линзы различной формы. Какие из этих линз собирающие и какие рассеивающие? Какие из них имеют мнимый фокус?
№2
Иногда линзу называют «зажигательным стеклом». К каким линзам, изображенным на рисунке 1, такое название применить нельзя? Почему?
№3
Линзы (рис. 2) изготовлены из одинакового стекла. Какая из них имеет меньшее фокусное расстояние?
№4
Как называются линзы, изображенные на рисунке 3? Какая из них имеет действительный фокус, а какая — мнимый? Одинаково ли у них фокусное расстояние?

№5
Какой вред в солнечный день могут причинить листьям растений попавшие на них капли воды?
№6
Какой из трех лучей 2, 3 или 4, изображенных на рисунке 4 штриховой линией, является продолжением светового луча 1 после преломления его в линзе L1 в линзе L2?
№7
На рисунке 5 показан ход двух лучей, падающих на гонкую линзу с фокусным расстоянием F из светящейся точки S. Начертите дальнейший ход этих лучей и найдите положение изображения (S') источника света S.
№8
На рисунке 6 показан ход светового луча, падающего на рассеивающую линзу. Выполнив необходимое построение, найдите положение главного фокуса линзы и положение изображения (5') светящейся точки S. Какое это изображение: действительное или мнимое?

№9
Относительно оптической оси MN линзы L точечный источник света S расположен так, как показано на рисунке 7, где F — фокусное расстояние линзы. Постройте изображение этого источника; определите его положение относительно линзы.
№10
На рисунке 8 схематически показаны 6 различных положений светящейся точки S относительно линзы с фокусным расстоянием F. Найдите изображения светящейся точки в каждом случае. Обозначьте их буквой S'. Укажите, в каком случае изображение действительное, а в каком — мнимое.

На уроке мне было всё понятно
Есть моменты, которые надо доработать
Ничего не понятно
Итоги урока

Ответы
Задача 1 :
Собирающие линзы 1, 3, 4; рассеивающие линзы 2, 5, 6.
Задача 2 :
Название "зажигательное стекло" нельзя применить для линз 2, 5, 6, так как они рассеивают свет.
Задача 3 :
Линза 2, так как она имеет меньшее фокусное расстояние.
Задача 4 :
Линза 1 — вогнутая рассеивающая линза, фокус ее мнимый;
линза 2 — двояковыпуклая собирающая линза, фокус действительный; фокусное расстояние линзы 1 больше.
Задача 5 :
Капельки воды, как маленькие собирающие линзы, могут сфокусировать солнечный свет и прожечь листья.
Задача 6:
В линзе L1 — луч 4; в линзе L2 — луч 2.