Урок "Побудова зображень в тонких лінзах. Формула лінзи"

Тема: Побудова зображень у лінзах. Деякі оптичні пристрої. Формула тонкої лінзи

Клас 9                                                                          

Мета: формування предметної компетентності: розширити та поглибити знання учнів про явище заломлення світла та використання цього явища в оптичних системах; вивести формулу тонкої лінзи; розкрити використання лінз та оптичних приладів у науці, техніці та побуті;

формування самоосвітньої  компетентності: уміння використовувати опорний конспект та умовні позначки для скорочення  записів; уміння оцінювати  результати своєї навчальної діяльності; розвивати аналітичне та логічне мислення, пізнавальнийй інтерес, розвиток оперативності  мислення;

формування математичної компетентності учнів: умінь та навичок побудови геометричних зображень предметів у збиральній та розсіювальній лінзах, перетворень математичних виразів;

формування інформаційно–цифрової компетентності: уміння опрацьовувати інформацію, виділяти головне, презентувати цю інформацію перед аудиторією;

формування вміння вчитися впродовж життя: уміння застосовувати набуті знання для оволодіння новими;

формування соціальної й громадянської компетентності: активна робота  в групах, розподіл  ролей, приймати  рішення, які сприятимуть розв’язанню завдання; ефективність співпраці  в команді .

Очікувані результати: учні повинні розуміти принципи побудови зображень, яке дають збиральні та розсіювальні лінзи, з використанням «зручних» променів; називати характеристики цих зображень; засвоїти формулу тонкої лінзи та вміти її записувати для розсіювальної лінзи; отримати задоволення від роботи в групах.

Тип уроку : комбінований.

Обладнання: інтерактивна дошка, проектор, презентація, фотоапарат, збиральна лінза, розсіювальна лінза, проекційний апарат, лупа.

Хід уроку

І. Організаційний момент

Доброго ранку! Сьогодні до нас завітали  гості. Привітайтесь будь  ласка.

«Щоб успішно працювати,

Варто гарний настрій мати».

Тому посміхніться один одному. Подумки себе налаштуйте: «Я успішна людина. Мені  під силу будь-які завдання».

Епіграфом до нашого уроку є слова англійського вченого широкого профілю Томаса Юнга «Кожна людина може зробити те, що може зробити інша".  Як ви розумієте ці слова?

Ви будете працювати в групах, щоб отримати підтримку та  допомогу друзів.

ІІ. Перевірка домашнього завдання. Актуалізація опорних знань

На попередньому уроці ми вивчали  тему «Лінзи. Оптична сила лінзи». Керівники груп перевірили наявність письмового домашнього завдання та правильність його виконання. Результати занесли в лист оцінювання. Рівень засвоєння  теоретичного матеріалу перевіримо за допомогою вправ:

а) Вправа «Незакінчене речення»

1.Прозоре тіло, обмежене з двох сторін сферичними поверхнями, називають…(лінзою)

2. Лінзи за формою поділяються на …(опуклі та вгнуті)

3. Точку лінзи, яка розташована на головній оптичній осі та через яку промінь світла проходить, не змінюючи свого напрямку, називають…(оптичним  центром)

4. Відстань від оптичного центру лінзи до фокусу називають…(фокусною відстанню)

5. Фокусна відстань лінзи позначається літерою … (F)

6. Оптична сила  лінзи позначається літерою …(D)

7. Діоптрія –одиниця вимірювання…(оптичної сили)

8. Формула, яка встановлює зв'язок між оптичною силою та фокусною відстанню лінзи,…()

   б) Онлайн вправи

ІІ. Мотивація навчальної  діяльності

1.  Розглянемо інтерактивну модель «Геометрична оптика».

За допомогою лінзи можна отримати  різні за видом зображення.

https://phet.colorado.edu/sims/geometric-optics/geometric-optics_uk.html .

Завдяки лінзам можна побачити бактерії, вдалося створити мініатюрну Конституцію України, у вушку голки розмістити караван верблюдів, роздивитися деталі рельєфу поверхонь планет.

Щоб  пояснити це з точки зору «Оптики», відкрийте зошити, запишіть число та тему уроку «Побудова зображень у лінзах. Деякі оптичні пристрої. Формула тонкої лінзи».

Ви повинні:

• засвоїти принципи побудови зображень в лінзах, використовуючи так звані «зручні» промені;
• навчитися характеризувати отримані зображення ;
• зрозуміти, за допомогою яких оптичних приладів вони отримуються; 
• записати формулу тонкої лінзи.

ІV.  Засвоєння нового матеріалу

1. Пояснення вчителя           

Вчитель.  Зупинимося  на  питанні «Зручні» промені для побудови зображень у лінзах (пояснення вчителя  з демонстрацією на дошці).

Будь-який предмет можна уявити як сукупність точок. Кожна точка предмета світиться власним або відбитим світлом, випромінює або відбиває промені у всіх напрямках.

Для побудови зображення точки S, достатньо знайти точку перетину будь-яких двох променів, що виходять з цієї точки  та проходять крізь лінзу.

Пропоную «озброїтися» лінійкою та добре загостреним олівцем.

Алгоритм роботи  вчителя та учнів

 при побудові зображення  S₁ у збиральній лінзі

1.Побудуйте збиральну лінзу, її оптичний центр та головну оптичну вісь (перпендиулярно до лінзи).

2.Позначте фокуси лінзи F (наприклад 4 клітинки).

3.Зобразіть точкове джерело світла S. Пам’ятайте, що світлові промені поширюються в усіх напрямках.

4. Виберемо 3 найпростіші для  побудови промені - «зручні», а саме:

1) промінь, який пройшов через оптичний центр, не заломлюється;

2) промінь, який паралельний головній оптичній осі лінзи, - після заломлення в лінзі  йде через фокус F.
3) промінь, який проходить через фокус F, - після заломлення в лінзі  йде паралельно головній оптичній осі лінзи.

5. Всі заломлені промені перетнулися в одній точці S₁, яка і буде зображенням джерела S,  причому дійсним.

Алгоритм роботи  вчителя та учнів

при побудові зображення  S₁ у розсіювальній лінзі

1.За допомогою лінійки та олівця зобразіть розсіювальну лінзу та її головну оптичну вісь.

2.Позначте уявні фокуси лінзи F (4 клітинки) та оптичний центр О.

3.Зобразіть  точкове джерело світла  S. Пам’ятайте, що світлові промені поширюються в усіх напрямках.

4. Виберемо 3 найпростіші для  побудови промені -«зручні», а саме:

1) промінь, який пройшов через оптичний центр, не заломлюється;

2) промінь, який паралельний головній оптичній осі лінзи, - після заломлення в лінзі  йде так, що через фокус F йде його продовження;

3) промінь, продовження якого проходить через фокус F, - після заломлення в лінзі  йде паралельно головній оптичній осі лінзи.

5. Всі продовження заломлених променів перетнулися в одній точці  S₁, яка і буде  уявним зображенням джерела S.

Проміжний підсумок. Ми розглянули 3 найпростіші в побудові промені для збиральної та розсіювальної лінзи.  Пригадаємо  їх ще раз:

2. Робота в групах

Учитель. Керівники, прикріпіть емблеми груп  на дошці.

Розглянемо питання «Побудова зображення предмета, яке дає збиральна та розсіювальна лінзи».

Завдання. Побудуйте зображення предмета, яке дає лінза. Дослідіть, як залежать  його розміри та вид від відстані між предметом і лінзою.

 У вас на столах листи з завданням. Зверніть увагу,  предмет зображений  у вигляді стрілки АВ. Для характеристики зображення скористайтесь словами-підказками.

Консультанти, роздайте учням картки для самооцінювання «Сходинки до успіху». Фіксуйте результати роботи групи в листах оцінювання.

Керівники груп, організовуйте роботу на власний розсуд.

Пам’ятайте  про  наступні правила роботи в групах:

Думати – колективно,
Діяти – оперативно.
Сперечатись доказово -
Це для всіх обов’язково.

Учні працюють самостійно в групах, а вчитель коригує та допомагає їм.

Вчитель. Групи завершують роботу. Прошу доповідача від групи «Фотографи» прикріпити результат дослідження (d>2F) на дошці та прокоментувати його.

Прошу доповідача від групи «Кінооператори» прикріпити результат (F<d<2F) роботи на дошці.

Прошу доповідача від групи «Ювеліри» прикріпити результат роботи (d<F) на дошці.

Прошу доповідача від групи «Криміналісти» прикріпити результат роботи (d=F)  та (d=2F) на дошці.

Прошу доповідача від групи «Дослідники» прикріпити результат роботи  на дошці.

Релаксація. Мульфільм «Як це зроблено-фотоапарат»

Проміжний підсумок 1. Ми з’ясували, які промені зручно використовувати для побудови зображення, одержуваного за допомогою лінзи.

2. Навчилися побудовою знаходити зображення предметів та характеризувати їх.

3.Фотоапарат, лупа, проекційні апарати (діапроектор, графопроектор, мультимедійний проектор), око - пристрої, за допомогою яких ми можемо отримувати різні зображення.

3. Формула тонкої лінзи

Для розрахунків положення предмета або його зображення в лінзах використовується формула тонкої лінзи.

Під час розв’язування задач слід мати на увазі:

• відстань f (від лінзи до зображення) необхідно брати зі знаком « – », якщо зображення є уявним, і зі знаком « + », якщо зображення є дійсним;

• фокусна відстань F збиральної лінзи є додатною, а розсіювальної – від’ємною.

V. Повідомлення домашнього завдання

Опрацювати § 15, письмово вправу 15(1,2)

Виготовити камеру обскура (за бажанням)

VІ. Підсумки уроку. Рефлексія

На ваших столах знаходяться оптичні пристрої та прилади. Назвіть їх. Охарактеризуйте зображення, які  вони дають.

Отже, ми навчилися будувати зображення в лінзах, а також записали  формулу тонкої лінзи.

Оцінювання. Оцінки за урок отримають усі. Консультанти, порахуйте  будь  ласка бали в листах оцінювання. За активність, креативність таким учням, як:

_________ додайте по 1 балу.

Дякую за урок! Оцініть, як ви зрозуміли тему, кольоровими листочками.

Зелений – відмінно, жовтий-добре, червоний-задовільно.