Урок "Лінзи. Оптична сила й фокусна відстань лінзи."

Мета уроку

Зміст мети уроку

Етап уроку

сформувати уявлення про лінзу;

4.1, 5.1, 5.2, 7.2

ввести поняття «тонка лінза»;

5.3, 7.2

ознайомити зрізними видами лінз;

5.4, 5.5, 7.2

 визначити основні елементи тонкої лінзи:

• оптичний центр лінзи;
• головна оптична вісь лінзи;
• фокус лінзи;
• фокусна відстань.

5.6, 7.1, 7.2

5.6, 7.1, 7.2

5.6, 7.1, 7.2

5.7, 7.1, 7.2, 7.3

ввести формулу для обчислення оптичної сили лінзи;

5.8, 7.2

сформувати навички розв’язування задач на застосування формули для обчислення оптичної сили лінзи.

7.3

розвивати логічне мислення учнів, уміння аналізувати, систематизувати, порівнювати, самостійно робити висновки;

4.1, 4.2, 5.2, 5.3, 5.5, 5.8, 7.1, 7.2, 8

формувати предметну мову;

3, 4.2, 8

вчитися користуватися отриманими знаннями для вирішення практичних і пізнавальних завдань;

7.3

розвивати інтерес до вивчення фізики.

4.1,5.1,6

виховувати уважність, усидливість і акуратність в роботі;

1.3, 2, 5.2, 5.4, 5.6, 7.1, 7.2, 7.3

виховувати активність та самостійність учнів.

3, 4.1, 4.2, 5.3, 5.5, 5.8, 7.2, 8

Хід уроку

Коментарі

1. Організаційний етап

1.1 Привітання;

1.2 Перевірка готовності учнів;

1.3 Психологічна розминка: Давайте сьогодні на уроці створимо добрий настрій, посміхнемося один одному та повторимо разом слова: «Я успішна та добра людина, у мене все добре і у мене все вийде, посміхнемося один одному! Створимо атмосферу взаєморозуміння.»

2. Перевірка домашнього завдання

Тест самоконтролю

1.               Укажіть явище, яке І. Ньютон досліджував за допомогою трикутної скляної призми.

1.      Відбивання світла;
2.     Заломлення світла;
3.      Сонячне затемнення;
4.     Дисперсія світла.

2.               Смугу, яка складається з кольорів у певному порядку (червоний, жовтогарячий, жовтий тощо) І. Ньютон назвав:

1.      Спектором;
2.     Спектром;
3.      Веселкою;
4.     Райдугою.

3.               Біле світло є:

1.      Штучним кольором;
2.     Складним, як молекула;
3.      Простим, як атом;
4.     Складним, тобто сумішшю всіх кольорів.

4.               Промені різних кольорів заломлюються в склі по-різному. Найбільше заломлюються:

1.      Червоні;
2.     Фіолетові;
3.      Зелені;
4.     Жовті.

5.               При освітленні червоної троянди сонячним світлом промені червоного кольору:

1.      Поглинаються;
2.     Відбиваються;
3.      Розсіюються;
4.     Заломлюються.

6.               Який кольоровий набір використовують для створення кольорового зображення на екрані телевізора?

1.      Червоний, зелений, синій;
2.     Червоний, жовтий, жовтий;
3.      Червоний, синій, фіолетовий;
4.     Червоний, зелений, жовтогарячий.

7. Білий колір снігу пояснюється:

1.      Відбиванням усіх кольорів спектра;
2.     Поглинанням світла;
3.      Розсіюванням блакитної частини спектра;
4.     Заломленням світла.

8. У воді поширюються пучки світла червоного,зеленого і блакитного кольорів. Швидкість поширення якого з пучків більша?

1.      Червоного;
2.     Зеленого;
3.      Блакитного;
4.     Швидкості поширення всіх пучків однакова.

9. Пучки світла, що мають меншу швидкість поширення

1.      Заломлюються менше
2.     Не заломлюються
3.      Заломлюються більше
4.     Йдуть перпендикулярно до межі двох середовищ

10. Звичайний вигляд тенісної ракетки червоний. Якого кольору побачимо ракетку крізь зелене скло

1.      Звичайного кольору
2.     Зеленого кольору
3.      Білого кольору
4.     Чорного кольору

11. Яким фізичним явищем пояснюється утворення веселки після дощу?

1.      Відбиванням світла;
2.     Прямолінійним поширенням світла;
3.      Дисперсією світла;
4.     Дифузією в атмосфері.

12. Яке з наведених явищ пояснюється дисперсією світла?

1.      Блискавка;
2.     Тінь від дерева;
3.      Полярне сяйво;
4.     Утворення кольорових відблисків на мильних бульбашках.    

Самостійна робота, розв’язання тестових завдань з подальшою самоперевіркою.

3. Актуалізація опорних знань

Сьогодні на уроці ми продовжимо вивчати поширення променів в різних середовищах.

Але перед початком вивчення нового матеріалу давайте повторимо, що ми вивчили на попередніх уроках.

Фронтальне опитування:

1. Сформулюйте закон прямолінійного поширення світла. (У прозорому однорідному середовищі світло поширюється прямолінійно.)
2. Про яке явище свідчить дослід з олівцем зануреним у склянку з водою? (Явище заломлення світла на межі поділу двох середовищ.)
3. Що відбувається з променем на межі поділу двох прозорих середовищ? (Промінь змінює напрямок поширення.)
4. Від чого залежить кут заломлення? (Кут заломлення залежить від середовища, в яке переходить світло.)

Репродуктивний метод.

Фронтальна робота.

4. Мотивація навчальної діяльності.

Формулювання теми, мети й завдань уроку

4.1 Багато хто з вас, напевно, читав «Таємничий острів» Ж.Верна. Пам'ятаєте?

«- Але хто ж запалив вогонь? - запитав моряк.

- Сонце, - відповів Спилетт...

Дійсно, Сонце доставило вогонь, яким так захоплювався моряк. Він не вірив своїм очам і був до того здивований, що навіть не міг розпитувати інженера.

- Значить, у вас було запальне скло? - запитав інженера Герберт.

- Ні, я його виготовив.

І він показав. Це були просто два скла, зняті інженером зі свого годинника і годинника Спилетта. Він з'єднав їх краї глиною, заздалегідь наповнивши водою, і таким чином вийшла справжнє запальне скло, за допомогою якого, зосередивши промені на сухому мхі, інженер добув вогонь.»

-         Який фізичний прилад зробив інженер? (Лінза)

4.2 Тема нашого уроку -  «Лінзи. Оптична сила й фокусна відстань лінзи.»

Сформулюйте, виходячи з теми, завдання уроку:

• Дати означення лінзи.
• Ознайомитись з різними видами лінз.
• Розглянути основні характеристики лінз.
• Дати означення фокусної відстані лінзи та її оптичної сили.

Частково-пошуковий метод.

Проблемне питання.

5. Вивчення нового матеріалу

5.1 Ми щодня багаторазово користуємося різними оптичними пристроями: окулярами, фотоапаратом, відеокамерою. На уроках біології ви неодноразово користувались мікроскопом. В астрономії для дослідження різних небесних тіл використовують телескопи. У кожному з цих пристроїв використовуються лінзи. Сучасна лінза — високотехнологічний виріб. Проте «виготовити» найпростішу лінзу і спостерігати її дію ви можете без зусиль. Якщо крапля води або прозорого клею потрапляє на друкарський текст, то букви під нею здається набагато більше. Ось і є найпростіша лінза. Інші лінзи можуть досить сильно відрізнятися за формою.

-         Що ж таке лінза в загальному випадку?

5.2 Завдання класу: Побудувати частину кола з центром в точці О₁ та  радіусом R₁ = 2 см. Відкласти від точки О₁ відрізок довжиною 5 см та поставити току О₂ – центр другої частини кола радіусом R₂ = 4 см. Заштрихувати область перетену двох дуг.

Ми отримали з вами лінзу товщиною d = __ см.

Запис у зошит: Лінза – прозоре тіло, обмежене з двох боків сферичними поверхнями.

5.3 - Порівняйте товщину отриманої лінзи та радіуси сферичних поверхонь, що обмежують лінзу. (Радіуси набагато більші за товщину лінзи.) Таку лінзу називають тонкою.

Запис у зошит: Тонка лінза – лінза, товщина якої значно менша за радіус кривини її поверхонь.

5.4 Запис у зошит: За формою лінзи поділяються на опуклі та увігнуті.

Опукла лінза – лінза, товщина якої посередині більша, ніж біля країв.

Увігнута лінза – лінза, товщина якої посередині менша, ніж біля країв.

1. двоопукла лінза;
2. плоско-опукла лінза;
3. вігнуто-опукла лінза;
4. двоувігнута лінза;
5. плоско-увігнута лінза;
6. опукло-увігнута лінза.

5.5 Фронтальний експеримент: Пучок світла направляємо на двоопуклу лінзу, кожний промінь із пучка світла, що падає на лінзу, після заломлення нею відхиляється від свого початкового напрямку та йдуть збіжним пучком.

 Висновок: зазвичай опуклі лінзи є збиральними.

Запис у зошит: Збиральна лінза – це лінза, що перетворює паралельний пучок променів у збіжний.

Фронтальний експеримент: Пучок світла направляємо на двоувігнуту лінзу, кожний промінь із пучка світла, що падає на лінзу, після заломлення нею відхиляється від свого початкового напрямку та йдуть розбіжним пучком.

Висновок: увігнуті лінзи найчастіше бувають розсіювальними.

Запис у зошит: Розсіювальна лінза - це лінза, що перетворює паралельний пучок променів у розбіжний.

5.6 Розглянемо основні елементи лінзи.

 Проведемо пряму, яка проходить через центри сферичних поверхонь, що обмежують лінзу. Цю пряму називають головною оптичною віссю лінзи.

Запис у зошит: Головна оптична вісь лінзи – це пряма, яка з’єднує центри сферичних поверхонь, що обмежують лінзу. (О₁ О₂)

Точку лінзи, яка розташована на головній оптичній осі і через яку промінь світла проходить, не змінюючи свого напрямку, називають оптичним центром лінзи. На рисунках оптичний центр лінзи зазвичай позначають літерою О.

Запис у зошит: Дійсний головний фокус лінзи – це точка, у якій перетинаються заломлені промені після проходження через збиральну лінзу.

Уявний головний фокус лінзи – це точка, у якій перетинаються продовження заломлених променів, після проходження через розсіювальну лінзу.

5.7 Незалежно від форми кожна лінза має два головних фокуси, розташовані на однаковій відстані від оптичного центра лінзи.

Запис у зошит: Фокусна відстань лінзи – це відстань від оптичного центра лінзи до головного фокуса.

 Фокусна відстань позначається символом F і вимірюється в метрах. Фокусну відстань збиральної лінзи домовилися вважати додатною (F>0), а розсіювальної — від'ємною F<0).

5.8 -  Розгляньте малюнок. Як залежать заломлюючі властивості лінзи від радіуса кривини її поверхні? (Лінза з більш опуклими поверхнями заломлює промені сильніше, ніж лінза з менш опуклими поверхнями.)

- Як залежать заломлюючі властивості лінзи від її фокусної відстані? (Чим менша фокусна відстань, тим більші заломлюючі властивості лінзи і навпаки.)

У фізиці величина, яка характеризує заломлюючі властивості лінзи називають оптичною силою лінзи.

Запис у зошит: Оптична сила лінзи – фізична величина, яка характеризує лінзу та є оберненою до фокусної відстані.

 Оптична сила лінзи позначається символом D та обчислюється за формулою , де F – фокусна відстань.

Одиницею оптичної сили є діоптрія. [] = 1 дптр = = 1 м^-1.

-         Поміркуйте, оптичну силу якої лінзи взято за одиницю?

1 діоптрія (дптр) — це оптична сила такої лінзи, фокусна відстань якої дорівнює 1 м. 

Якщо лінза збиральна, то її оптична сила є додатною. Оптична сила розсіювальної лінзи є від'ємною.

Наприклад, оптична сила лінз у бабусиних окулярах +3 дптр, а в маминих -3 дптр. Це означає, що в бабусиних окулярах стоять збиральні лінзи, а в маминих — розсіювальні.

Метод проблемного виконання.

Частково-пошуковий метод.

Пояснювально-ілюстративний метод.

Частково-пошуковий метод.

Фронтальний експеримент.

Пояснювально-ілюстративний метод.

Пояснювально-ілюстративний метод.

Частково-пошуковий метод.

Евристична бесіда.

6. Фізкультхвилинка

Основною частиною наших очей є кришталик, який має вигляд лінзи. Я вам пропоную вправу від втоми очей. Не рухаючи головою, слідкуйте очима за рухом об’єктів на  відео. (Відео)

7. Закріплення нових знань та вмінь

7.1 Графічне завдання. На малюнку подані основні елементи лінзи, ваше завдання записати відповідну назву елементу.

7.2 Вправа «Фізичне доміно». (Учням роздаються картки з розрізаними неповними реченнями, по черзі учні підбирають правильні закінчення). Додаток.

7.3 Розв’язування задачі.

Знайдіть фокусну відстань лінзи з оптичною силою -5 дптр. Яка це лінза?

 Дано:                                Розв’язання:

D = -5 дптр               →                   

                               F – лінза розсіювальна.

F - ?

Репродуктивний метод.

Фронтальна робота.

Учень розв’язує задачу біля дошки, інші учні виконують завдання в зошитах самостійно, з подальшою самоперевіркою.

8. Підбиття підсумків уроку

Згадаємо завдання, які ми поставили перед собою на початку уроку.

На уроці ми: поглибили знання про явище заломлення світла та використання цього явища в оптичних системах, сформували поняття про різні види лінз, їх оптичні властивості, ознайомилися з формулою оптичної сили лінзи.

Інтерактивна вправа «Закінчи речення»: На уроці я: - дізнався…; - сформував…; - навчився…

9. Домашнє завдання

Прочитати § 14, відповісти на питання. Вправа № 14: завдання 1,2,4,6 – усно; 3,5 – письмово.

Експериментальне завдання після § 14 – за бажанням.

Ознайомитися з інформацією в рубриці «Фізика і техніка в Україні».

№

Завдання

Кількість балів

1

Тест-контроль

2

Опитування

3

Графічне завдання

Кількість балів

Оцінка

20-21

11

18-19

10

16-17

9

14-15

8

12-13

7

10-11

6

8-9

5

6-7

4

4-5

3

2-3

2

1

1