Линзы. Виды линз

Обучающая:
сформировать понятия о линзах, видах линз и их основных характеристиках;
сформировать практические умения применять знания о свойствах линз для нахождения изображений графическим методом.
Развивающая:
развивать умения оперировать суждениями;
развивать речь учащихся через организацию диалогического общения на уроке;
включать детей в разрешение учебных проблемных ситуаций для развития их логического мышления; поддерживать внимание учащихся через смену учебной деятельности.
Воспитательная:
воспитывать познавательный интерес, интерес к предмету.
Цели урока

Линзой называется прозрачное тело, ограниченное двумя криволинейными (чаще всего сферическими) или криволинейной и плоской поверхностями.
Линза
Первое упоминание о линзах можно найти в древнегреческой пьесе Аристофана «Облака» (424 до н. э.), где с помощью выпуклого стекла и солнечного света добывали огонь.
Линза (нем. Linse, от лат..lens - чечевица) – диск из прозрачного однородного материала, ограниченный двумя полированными поверхностями – сферическими или сферической и плоской.
Линза

Виды линз
Выпуклые линзы
Вогнутые линзы
Линза, у которой края намного тоньше, чем середина, является выпуклой.
Линза, у которой края толще, чем середина, является вогнутой.
Выпуклые линзы

Виды линз и ход лучей в них

Если на собирающую линзу падает пучок лучей, параллельных главной оптической оси, то после преломления в линзе они собираются в одной точке F, которая называется главным фокусом линзы.
В фокусе рассеивающей линзы пересекаются продолжения лучей, которые до преломления были параллельны ее главной оптической оси. Фокус рассеивающей линзы мнимый. Главных фокусов два; они расположены на главной оптической оси на одинаковом расстоянии от оптического центра линзы по разные стороны от нее.
Фокус линзы
фокус линзы (F)
оптический центр линзы
главная оптическая ось линзы

Оптическая сила линзы
дптр
D > 0 для собирающих линз.
D < 0 для рассеивающих линз.
Величина, обратная фокусному расстоянию линзы, называется ее оптической силой. Оптическая сила обозначается буквой D.
За единицу оптической силы принята диоптрия.
1 диоптрия – это оптическая сила линзы, фокусное расстояние которой равно 1 м.

Построение изображения точки в собирающей линзе
Пусть точка лежит вне главной оптической оси, тогда изображение S` можно построить с помощью любых двух лучей, приведенных на рисунке.

Построение изображения точки в собирающей линзе
Пусть светящаяся точка S лежит на главной оптической оси.

Ход лучей в собирающей линзе
А
В
А’
B’
O
2F
F
F
2F

Если предмет расположен между фокусом и точкой двойного фокуса, то изображение получится действительным, обратным, увеличенным (фотоувеличитель, киноаппарат, фильмоскоп).
Построение изображения предмета в выпуклой линзе

Ход лучей в собирающей линзе
А
В
А’
B’
O
2F
F
F
2F

Если предмет расположен за точкой двойного фокуса, то изображение получится действительным, обратным, уменьшенным (фотоаппарат, глаз).
Построение изображения предмета в выпуклой линзе

Если предмет расположен в точке двойного фокуса, то изображение получится действительным, обратным, равным предмету.
Построение изображения предмета в выпуклой линзе

Если предмет расположен в фокусе, то изображение будет в бесконечности (изображения не будет).
Построение изображения предмета в выпуклой линзе

Если предмет расположен между фокусом и оптическим центром линзы, то изображение будет мнимым, прямым, увеличенным (лупа).
Построение изображения предмета в выпуклой линзе

Если предмет расположен в бесконечности, то лучи пересекутся в фокусе.
Построение изображения предмета в выпуклой линзе

Размеры и расположение изображения предмета в собирающей линзе зависят от положения предмета относительно линзы.
В зависимости от того, на каком расстоянии от линзы находится предмет, можно получить
или увеличенное изображение (F < d < 2F),
или уменьшенное (d > 2F).
Вывод

При любом расстоянии от предмета до рассеивающей линзы она дает мнимое, прямое, уменьшенное изображение.
Построение изображения предмета в рассеивающей линзе

Что такое линза? Каковы ее свойства?
Что называется главной оптической осью линзы?
Какую точку называют фокусом линзы?
Что такое фокусное расстояние линзы?
Как по внешнему виду линз можно узнать, у какой из них короче фокусное расстояние?
Какая из двух линз, имеющих разные фокусные расстояния, дает большее увеличение?
Почему выпуклую линзу называют собирающей?
Почему вогнутую линзу называют рассеивающей?
Фронтальная беседа

Почему в солнечный летний день нельзя поливать цветы в саду?
Склеив два выпуклых стекла от часов, можно получить воздушную выпуклую линзу. Если такую линзу поместить в воду, то будет ли она собирающей линзой?
Сравни два рисунка. Что общего? Чем они отличаются?
Подумай и ответь

Рисунок в схематическом виде перенесите в тетрадь с соблюдением масштаба. Используя графический метод, определите оптическую силу линзы. Выполните необходимые построения хода лучей.
Задача

Собирающая линза, используемая в качестве лупы, дает …
действительное, увеличенное изображение;
действительное, уменьшенное изображение;
мнимое, уменьшенное изображение;
мнимое, увеличенное изображение.
Вопрос 1

С помощью линзы на экране получено перевернутое изображение пламени свечи. Как изменятся размеры изображения, если часть линзы заслонить листом бумаги?
Часть изображения пропадет.
Размеры изображения не изменятся.
Размеры увеличатся.
Размеры уменьшатся.
Вопрос 2

Применение линз
Линзы являются универсальным оптическим элементом большинства оптических систем. Двояковыпуклые линзы используются в большинстве оптических приборов, такой же линзой является хрусталик глаза. Линзы-мениски широко применяются в очках и контактных линзах.
В сходящемся пучке за собирающей линзой световая энергия сосредотачивается в фокусе линзы. На этом принципе основано выжигание с помощью лупы.

Рефлексия
(отметьте свой вариант ответа в таблице)