Лінзи. Формула тонкої лінзи.

Мета.

Навчальна. Пригадати правила побудови зображень, які дають тонкі лінзи, формулу тонкої лінзи.

Розвиваюча. Розвивати просторову уяву, алгоритмічне мислення.

Виховна. Виховувати культуру виконання побудов зображень у тонких лінзах.

Тип уроку. Узагальнення і систематизація знань.

Дидактичні матеріали:

• Підручник. Фізика 11 кл. Рівень стандарту:/ Бар'яхтар В.Г., Довгий С.О.
• Демонстрація. Збиральна та розсіювальна лінзи (збиральна лінза, розсіювальна лінза).

План

1. Організаційний момент. Актуалізація опорних знань.
2. Лінзи. Формула тонкої лінзи.
3. Запитання до уроку.
4. Домашнє завдання.
5. Перевір себе.
6. Для допитливих.

Хід уроку

1. Організаційний момент. Актуалізація опорних знань.

Перевірка домашнього завдання.

2. Лінзи. Формула тонкої лінзи.

Лінзи.

Лінза - прозоре тіло, обмежене опуклими або увігнутими сферичними поверхнями.

Мал. Лінзи в повсякденному житті, природі, техніці.

         Розрізняють збиральні та розсіювальні лінзи.

Демонстрація. Лінзи (збиральна лінза, розсіювальна лінза)

Лінза, товщина якої набагато менша від радіуса кривизни її поверхні, називається тонкою лінзою.

Відео. Розсіювальна та збиральна лінзи

Фокус - це точка, в якій збігаються світлові промені пучка, після проходження оптичної системи.

Відео. Фокус, фокусна відстань

Фокуси у збиральної лінзи є дійсними, у розсіювальної - уявними.

Мал. Головні фокуси збиральної та розсіювальної лінз.

Кожна лінза має два головні фокуси.

Фокальна площина - площина, утворена всіма фокусами оптичної системи. Кожна лінза має 2 фокальні площини, які проходять через її головні фокуси перпендикулярно до головної оптичної вісі лінзи.

Мал. Фокуси та фокальні площини лінз.

Заломлення променів в тонких лінзах:

1. Промені, що проходять через оптичний центр лінзи, не заломлюються.

2. Промені, паралельні головній оптичній вісі, після заломлення проходять через головний фокус лінзи.

3. Непаралельний до головної оптичної вісі промінь після заломлення на тонкій лінзі пройде через додатковий фокус, який розташовується на фокальній площині. Додатковий фокус знаходиться на перетині променя, що не заломлюється цього пучка і фокальної площини.

Мал. 6. Хід променя, непаралельного головній оптичній вісі лінзи.

При побудовах у збиральних лінзах використовують фокус, що знаходиться за лінзою, у розсіювальних - перед лінзою. Згідно описаних вище побудов промені, що проходять через фокус лінзи після заломлення будуть паралельними до головної оптичної вісі.

Відео. Характеристики лінз

Оптичною силою називають величину, що характеризує заломлювальну здатність лінзи. У більш опуклої лінзи заломлювальна здатність більша, ніж у менш опуклої.

Домовимося позначати оптичну силу лінзи буквою D.

За одиницю оптичної сили взято 1 діоптрію. 1 діоптрія - це оптична сила лінзи, фокусна відстань, якої дорівнює 1 м:  

,

Для визначення оптичної сили лінзи на досліді вимірюють її фокусну відстань. Оптичну силу збиральної лінзи вважають додатною. Позначають, наприклад, +2 дптр. Оптичну силу розсіювальної лінзи вважають від'ємною. Позначають, наприклад, -2 дптр.

Можна визначити оптичну силу лінзи, не знаючи її фокусної відстані. Для цього потрібно отримати зображення предмета у лінзі та виміряти відстані: від лінзи до предмета (d) та від лінзи до зображення (f).

Враховуючи подібність трикутників, що утворюються при побудові зображення, можна вивести формулу тонкої лінзи:

 , або  

де F - фокусна відстань,  f - відстань від лінзи до зображення,  d - відстань від лінзи до предмета.

Якщо зображення дійсне, то f>0; якщо уявне, то f<0. Якщо лінза збиральна, то F>0, якщо розсіювальна - F<0.

Оптична сила лінзи пов’язана з радіусами сферичних поверхонь, що її обмежують, формулою:

Відношення лінійного розміру Н зображення предмета до розміру h самого предмета називають лінійним збільшенням Г лінзи.

3. Запитання до уроку.

Запитання 55.1. У якої лінзи менша фокусна відстань? більша заломлювальна здатність?

Запитання 55.2. Що можна сказати про фокусну відстань лінзи, що по формі наближається до кулі?

Запитання 55.3. Що можна сказати про фокусну відстань лінзи, що по формі наближається до плоскої пластинки?

Запитання 55.4. Що таке оптична сила лінзи? В яких одиницях вимірюється оптична сила лінзи?

Запитання 55.5. Від чого залежить оптична сила лінзи? Як можна визначити оптичну силу лінзи?

Запитання 55.6. Напишіть та поясніть формулу тонкої лінзи.

Запитання 55.7. Який оптичний пристрій може бути використаний для одержання зменшеного дійсного зображення предмета: плоске дзеркало, розсіювальна лінза, перископ, збиральна лінза?

4. Домашнє завдання.

Підручник.  §27.

Усне опитування по запитаннях до уроку.

5. Перевір себе.

6. Для допитливих.