Построение изображений, полученных с помощью линз

Урок № Тема: Построение изображений, полученных с помощью линз

Цель урока: сформировать практические умения применять знания о свойствах линз для нахождения изображений графическим методом.

Демонстрации: получение изображений с помощью линз.

Ход урока

Фронтальный опрос по изученной теме:

1. Что такое линза? Каковы ее свойства?

2. Что называется главной оптической осью линзы?

3. Какую точку называют фокусом линзы?

4. Что такое фокусное расстояние линзы?

5. Как по внешнему виду линз можно узнать, у какой из них короче фокусное расстояние?

6. Какая из двух линз, имеющих разные фокусные расстояния, дает большее увеличение?

7. Что называют оптической силой линзы?

8. В каком случае оптическая сила линзы положительна, а в каком - отрицательна?

9. В каких единицах измеряется оптическая сила линзы?

Изучение нового материала

План изложения нового материала:

1. Экспериментальное наблюдение изображений светящейся точ­ки, даваемой линзой.

2. Построение хода лучей через собирающую и рассеивающую линзы.

3. Условия, при которых возникает то или иное изображение, и свойства каждого из них.

4. Построение изображения предмета.

Изучение вопроса о получении изображения светящейся точки пред­лагаем начать с постановки демонстрационного эксперимента. На экране отчетливо видно, что пучок, сформированный линзой, трансформируется из сходящегося в расходящийся. В месте наибольшего сужения преломлен­ного линзой пучка и обнаруживается изображение светящейся точки.

Далее с учащимися обсуждается вопрос о том, как изменяется поло­жение изображения светящейся точки при ее смещении относительно глав­ной оптической оси. Для этого вначале светящаяся точка перемещается из «бесконечности» вдоль главной оптической оси по направлению к центру линзы и показывается, как при этом изменяется положение изображения, в каких случаях оно будет действительным, а в каких - мнимым.

Затем демонстрируется, куда смещается изображение, если светящаяся точка располагается выше (ниже) главной оптической оси.

Из описанных опытов следует, что по мере приближения светящейся точки к фокусу линзы расстояние от изображения до линзы увеличивается. Учащиеся убеждаются в том, что изображение светящейся точки будет действительным в тех случаях, когда эта точка будет расположена перед фокусом линзы. Если светящаяся точка находится между фокусом и лин­зой, то ее изображение будет мнимым, так как в этом случае исходящий из светящейся точки пучок света не преобразуется линзой в сходящийся.

Аналогично демонстрируются опыты по получению изображения светя­щейся точки с помощью рассеивающей линзы. На основании этих опытов лег­ко убедиться, что рассеивающая линза дает только мнимое изображение.

Демонстрационные эксперименты завершаются выводами:

а) точечный объект и его изображение всегда лежат на одной оп­тической оси;

б) луч, падающий на линзу параллельно оптической оси, после преломле­ния через линзу проходит через фокус, соответствующий этой оси;

в) луч, проходящий через фокус до собирающей линзы, после линзы распространяется параллельно оси, соответствующей этому фокусу;

г) луч, параллельный оптической оси, пересекается с ней после пре­ломления в фокальной плоскости.

Руководствуясь вышеизложенными выводами, учитель объясняет учащимся условия, при которых возникает то или иное изображение, и свойства каждого из них.

Построение изображений, полученных с помощью линз

(здесь d - расстояние предмета до линзы; F — фо­кусное расстояние линзы).

Предмет находится за двойным фо­кусным расстоянием линзы: d 2F.

Линза дает уменьшенное, перевер­нутое, действительное изображение предмета, лежащее по другую сторону от линзы между ее фокусом и двойным фокусом.

Предмет находится на двойном фокусном расстоянии линзы: d = 2F

Линза дает равное, перевернутое, действительное изображение пред­мета, лежащее по другую сторону от линзы на двойном фокусном рас­стоянии.

Предмет находится между фокусом линзы и ее двойным фокусом: FdF.