Урок Лінзи. Оптична сила лінзи"

Урок 29 Лінзи. Оптична сила лінзи

Мета уроку:

Навчальна: поглибити знання про властивості світла, сформувати знання про різні види лінз та фізичні величини, які характеризують лінзу: фокусну відстань та оптичну силу лінзи

розвивальна:  створити умови для розвитку творчих здібностей під час виконання завдань на уроці; розвивати в учнів спостережливість, логічне мислення  вміння робити правильні висновки на основі вивченого матеріалу; розвивати вміння працювати в команді та  усвідомлювати відповідальність за результат роботи

виховна: виховувати  наполегливість і старанність інформаційну і комунікативну культуру.

Очікувані результати: учні повинні давати означення лінзи, розпізнавати різні види лінз, називати основні характеристики лінз і розуміти їх зміст.

Тип уроку: комбінований.

Наочність і обладнання: навчальна презентація, комп’ютер,  підручник, різні види лінз, бінокль, світловоди, піпетка, целофан, саморобна лінза, інтерактивні моделі, роздатковий матеріал, джерело, яке випромінює паралельні промені світла, картки для оцінювання

Компетенції учнів на уроці:

Хід уроку

І. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП

1. Привітання. Девіз: Не просто слухати, а чути

                                      Не просто дивитись, а бачити

                                      Не просто відповідати, а міркувати

                                      Дружно і плідно працювати

2. Нагадування на уроці фізики дотримуємося правил безпеки!!!

3. Перевірка виконання вправи № 13: 1 – 5 – здати зошити в кінці уроку

II. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ ТА ВМІНЬ

Бліц – опитування:

1. Кут падіння позначається латинською буквою бета? (ні)
2. На межі двох прозорих середовищ, світловий промінь міняє свій напрям? (так)
3. Дзеркала бувають плоскими, опуклими, увігнутими? (так)
4. Кут падіння завжди більший за кут відбивання? (ні)
5. Швидкість світла у вакуумі дорівнює 3*10⁸ м/с? (так)
6. Веселка складається з 7 кольорів? (так)
7. Зображення, отримане в дзеркалі, дійсне? (ні)
8. Кут заломлення залежить від середовища? (так)
9. Білі тіла відбивають краще, ніж дзеркальні? (ні)
10. Міраж є оптичним явищем? (так)

( Взаємоперевірка та заповнення картки самооцінювання та взаємоперевірки)

2.  Демонстрація світильника із світловодами (явище повного відбивання світла)

3. Експрес-тест  (5 запитань). Взаємоперевірка, виставлення балу в картку.

4. Ви знайомі з різними оптичними пристроями: окулярами, фотоапаратом, телескоп, лупою.

Що між цими пристроями спільного? (їх основною частиною є лінза)

5.  Історія виникнення лінзи. (повідомлення учня).

6. Сучасна лінза – це високотехнологічний виріб.  Але ми з вами без зусиль можемо “виготовити” лінзу.

Проблемний дослід.

На картку з друкованим текстом за допомогою піпетки капнемо по краплині води. Ми бачимо, що літери під нею є більшими, ніж насправді. Отже краплина води є найпростіша лінза.

Що ж таке лінза в загальному випадку?

Що таке лінза? Які існують різновиди лінз?

IІІ. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ (презентація) – створення опорного конспекту

1. Лінзи

Лінза – прозоре тіло, обмежене з двох боків сферичними поверхнями.

Тонка лінза – це лінза, товщина якої в багато разів менша від радіусів сферичних поверхонь, що її обмежують.

Далі, говорячи про лінзу, ми завжди матимемо на увазі тонку лінзу.

Тонка сферична лінза:

О₁, О₂ – центри сфер

R₁, R₂ – радіуси сферичних поверхонь, які обмежують лінзу.

О₁О₂ – головна оптична вісь (пряма, яка проходить через центри сферичних поверхонь, що обмежують лінзу)

О – оптичний центр лінзи (точка, через яку промінь світла проходячи не заломлюється).

За формою лінзи поділяють на опуклі й увігнуті.

Опукла лінза – лінза, товщина якої посередині більша, ніж біля країв. (двоопукла, плоско-опукла, увігнуто-опукла) (рис. а)

Увігнута лінза – лінза, товщина якої посередині менша, ніж біля країв. (двоввігнута, плоско-ввігнута, опукло-ввігнута) (рис. б)

     Рис. а                 Рис. б

Лінзи поділяють на збиральні та розсіювальні.

Збиральна лінза – це лінза, яка перетворює паралельний пучок променів в збіжний.

F – дійсний фокус лінзи (точка у якій перетинаються заломлені промені).

Розсіювальна лінза – це лінза, яка перетворює паралельний пучок променів в розбіжний.

F’ – уявний фокус лінзи (точка у якій перетинаються продовження заломлених променів).

2. Оптична сила лінзи

Кожна лінза має два фокуси, розташовані на однаковій відстані від оптичного центра лінзи.

Фокусна відстань лінзи – це відстань від оптичного центра лінзи до фокуса.

Фокусну відстань збиральної лінзи домовилися вважати додатною (F>0), а розсіювальної – від’ємною (F <0).

Чим меншими є радіуси сферичних поверхонь, що обмежують лінзу, тим сильніше ця лінза заломлює світло, отже, тим менша її фокусна відстань.

Оптична сила лінзи – це фізична величина, яка характеризує заломлюючі властивості лінзи та є оберненою до її фокусної відстані.

F– фокусна відстань лінзи.

Одиниця оптичної сили–діоптрія:

1 діоптрія – це оптична сила лінзи, фокусна відстань якої дорівнює 1 м.

Оптична сила збиральної лінзи є додатною (D> 0), а розсіювальної лінзи – від’ємною (D< 0).

Діти, подивіться один на одного, зверніть увагу на очі, ви здогадалися, що вони також є лінзами, які утворюють зображення. Давайте берегти свій зір!

Вправи для збереження зору

Двірники

1. Сядьте рівно.
2. Протягом 2-3 хвилин швидко моргайте. Це розслабить очні м'язи і поліпшить кровообіг в них

Велике коло

1. Зафіксуйте голову, щоб вона трималася нерухомо.
2. Уявіть, що навпроти вас знаходиться великий циферблат. Обмалюйте очима його контур, при цьому зупиняючи погляд на кожній цифрі.
3. Зробіть коло за годинниковою стрілкою, а потім повторіть в зворотному напрямку.

ІV. ЗАКРІПЛЕННЯ НОВИХ ЗНАНЬ І ВМІНЬ

1. На рисунку показано скляні лінзи, розташовані в повітрі. Які з цих лінз збиральні та які розсіювальні? Які з них мають уявний фокус?

Колиоптична густина середовища менша (повітря) за оптичну густину матеріалу (скляна лінза), то опуклі лінзи є збиральними, а ввігнуті лінзи – розсіювальними.

б, г, д – збиральні (товщина лінз посередині більша, ніж біля країв)

а, в – розсіювальні (товщина лінз посередині менша, ніж біля країв)

Уявний фокус мають розсіювальні лінзи а, в

2. Чи завжди опуклі лінзи є збиральними, а ввігнуті лінзи – розсіювальними?

Зазвичай опуклі лінзи є збиральними, а ввігнуті лінзи – розсіювальними. Однак якщо оптична густина середовища більша (вода) за оптичну густину матеріалу (повітряна лінза), з якого виготовлена лінза, то опукла лінза розсіюватиме промені(тобто буде розсіювальною), а увігнута, навпаки, збиратиме промені (тобто буде збиральною).

3. На рисунку показано повітряні лінзи (порожнини) у склі. У яких із випадків лінзи є збиральними?

Коли оптична густина середовища більша (скло) за оптичну густину матеріалу (повітряна лінза), з якого виготовлена лінза, то опукла лінза розсіюватиме промені (тобто буде розсіювальною), а увігнута, навпаки, збиратиме промені (тобто буде збиральною).

В даному випадку збиральними лінзами будуть лінзи а, в, д

4. Лінзи виготовлені з однакового скла. Яка з них має меншу фокусну відстань?

Лінза б має меншу фокусну відстань. Бо чим меншими є радіуси сферичних поверхонь, що обмежують лінзу, тим сильніше ця лінза заломлює світло, отже, тим менша її фокусна відстань F

5.Чому в сонячний літній день не можна поливати квіти в саду?

В сонячний літній день не можна поливати квіти в саду тому, що крапельки води, поводять себе як маленькі збирають лінзи та можуть сфокусувати сонячне світло і пропалити пелюстки або листочки квітів.

6. Оптична сила лінз у бабусиних окулярах +3 дптр, а в маминих –3 дптр. Чим відрізняються ці лінзи?

Якщо лінза збиральна, то її оптична сила є додатною. Оптична сила розсіювальної лінзи є від’ємною. Це означає, що в бабусиних окулярах стоять збиральні лінзи, а в маминих – розсіювальні.

7. Чому дорівнює оптична сила лінзи, фокусна відстань якої дорівнює 10 см?

8. Оптична сила лінзи дорівнює –4дптр. Якою є фокусна відстань цієї лінзи? Ця лінза збиральна чи розсіювальна?

V. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

Рефлексія

Бесіда за питаннями

1. Дайте означення лінзи.

2. Які види лінз вам відомі?

3. Чим розсіювальна лінза відрізняється від збиральної?

4. Що називають дійсним фокусом лінзи?

5. Чому фокус розсіювальної лінзи називають уявним?

6. Що називають фокусною відстанню лінзи?

7. Дайте означення оптичної сили лінзи. У яких одиницях її вимірюють?

8. Оптичну силу якої лінзи взято за одиницю?

VI. Домашнє завдання

Опрацювати § 14, Вправа № 14(1 – 3 письмово; 4, 6 усно)

проблемне завдання - Як перевірити оптичну силу окулярів?

Додатки

Бліц – опитування:

11. Кут падіння позначається латинською буквою бета? (ні)
12. На межі двох прозорих середовищ, світловий промінь міняє свій напрям? (так)
13. Дзеркала бувають плоскими, опуклими, увігнутими? (так)
14. Кут падіння завжди більший за кут відбивання? (ні)
15. Швидкість світла у вакуумі дорівнює 3*10⁸ м/с? (так)
16. Веселка складається з 7 кольорів? (так)
17. Зображення, отримане в дзеркалі, дійсне? (ні)
18. Кут заломлення залежить від середовища? (так)
19. Білі тіла відбивають краще, ніж дзеркальні? (ні)
20. Міраж є оптичним явищем? (так)

Ви, мабуть, звертали увагу на те, що предмет не можна побачити, якщо він розміщений дуже близько від ока або, навпаки, занадто віддалений від нього. Ця особливість ока була відома з глибокої давнини. Проте арабські легенди підтверджують, що у стародавній Александрії вже у І столітті до нової ери вміли бачити далекі предмети та розрізняти їхні деталі за допомоги скла зі сферичними поверхнями!

Властивості скла такої форми зумовлено особливостями заломлення світла на сферичній поверхні розділу двох середовищ. У оптиці воно отримало назву лінза (рис. 95).  В основі дії лінз лежить явище заломлення світла на межі розділу двох середовищ, отже, використання лінз є найбільш важливим застосуванням цього явища на практиці. Лінза є головною частиною багатьох оптичних приладів (плівкових фотоапаратів, проекційних апаратів, телескопів, біноклів, зорових труб, лупи, мікроскопів), ока людини і тварини. А яку важливу роль відіграють лінзи для людей з поганим зором! Що ж таке лінза та  які її властивості?

Картка самооцінювання та взаємооцінювання