Урок "Построение изображений в линзах" для 8 класса (ФГОС)

УЭ

Учебный материал с указанием цели и заданий

Комментарий для обучающихся

УЭ1

Цель: изучить правила построения изображений в линзах, построить изображения в разных линзах с помощью стандартных и нестандартных световых лучей..

Учебник: §69-70.

УЭ2

Цель: изучить правила построения изображений в собирающей линзе с помощью стандартных световых лучей.

Собирающая линза позволяет получать разные изображения предмета. Для начала разберёмся, какие стандартные световые лучи необходимы для построения изображений в собирающей линзе. Их всего три (смотри рисунок ниже):

А) луч 1 – проходит через оптический центр линзы и не преломляется;

Б) луч 2 – идёт параллельно главной оптической оси собирающей линзы, далее преломляется и проходит через главный фокус собирающей линзы;

В) луч 3 – проходит через главный фокус собирающей линзы, далее преломляется и идёт параллельно главной оптической оси.

2

1

3 О F

О₁ F О₂

1 2

F 0 3

О – оптический центр линзы; О₁О₂ – главная оптическая ось; F – главный фокус собирающей линзы.

Для построения изображения достаточно два любых стандартных световых луча (напоминаю, что все построения осуществляем не от руки, а по линейке). Построим несколько типичных случаев для собирающей линзы. При построении предмета достаточно построить изображения его крайних точек, а потом эти точки соединить.

Случай 1. Предмет находится между главным фокусом и собирающей линзой.

В₁

B

А₁ F A F

1 2

Характер изображения: мнимое (пунктир), прямой (стрелочки совпадают по направлению), увеличенное (АВ ₁В₁).

Изобразить рисунок в рабочей тетради и записать обозначения к нему.

Изучаем внимательно все построения, перечерчивая их в тетрадь.

Изображаем собирающую линзу, главную оптическую ось, фокусы (6 клеточек от центра линзы), предмет АВ (высота 3 клеточки, не слишком близко к фокусу). Из точки В проводим 1 и 2 стандартные лучи (рисунок слева, лучи должны расходиться). Строим пунктиром продолжения лучей 1 и 2. На их пересечении будет изображение точки В (это точка В₁). Изображение точки А (точка А₁) находится напротив точки В₁ (на главной оптической оси). Соединяем точки А₁ и В₁ пунктирной линией и получаем изображение предмета АВ.

Записать в рабочую тетрадь характер изображения.

Случай 2. Предмет находится между главным фокусом и двойным фокусом собирающей линзы (не слишком близко к главному фокусу линзы).

B

А₁

2F А F F 2F

В₁

2 1

Характер изображения: действительное (сплошная), обратное (стрелочки не совпадают по направлению), увеличенное (АВ ₁В₁), изображение находится по другую сторону от линзы за двойным фокусом.

Случай 3. Предмет находится за двойным фокусом собирающей линзы (не слишком близко к двойному фокусу линзы).

В

А₁

А 2F F 2F

В₁

2 1

Характер изображения: действительное (сплошная), обратное (стрелочки не совпадают по направлению), уменьшенное (АВ А₁В₁), изображение находится по другую сторону от линзы между фокусом и двойным фокусом.

Случай 4. Предмет находится в главном фокусе собирающей линзы. Изображение предмета нет, так как лучи 1 и 2 идут параллельно друг другу (попробуйте построить сами, и убедитесь в этом).

Случай 5. Предмет находится в двойном фокусе собирающей линзы. Изображение предмета также будет находиться в двойном фокусе, но с другой стороны линзы. Изображение будет действительным, обратным и равным самому предмету (попробуйте построить сами, и убедитесь в этом).

По такому же принципу строятся разные фигуры (треугольники, прямоугольники, квадраты и другие многоугольники, наклонные стрелочки). Главное, построить правильно точки и затем их соединить.

Перечертить в рабочую тетрадь.

Изображаем собирающую линзу, главную оптическую ось, фокусы (4 клеточки от центра линзы), двойные фокусы (4 клеточки от главных фокусов), предмет АВ (высота 3 клеточки, не слишком близко к фокусу). Из точки В проводим 1 и 2 стандартные лучи (рисунок слева, лучи должны сходиться). На их пересечении будет изображение точки В (это точка В₁). Изображение точки А (точка А₁) находится напротив точки В₁ (на главной оптической оси). Соединяем точки А₁ и В₁ сплошной линией и получаем изображение предмета АВ.

Записать в рабочую тетрадь характер изображения.

Перечертить в рабочую тетрадь.

Изображаем собирающую линзу, главную оптическую ось, фокусы (4 клеточки от центра линзы), двойные фокусы (4 клеточки от главных фокусов), предмет АВ (высота 5 клеточек, не слишком близко к двойному фокусу). Из точки В проводим 1 и 2 стандартные лучи (рисунок слева, лучи должны сходиться). На их пересечении будет изображение точки В (это точка В₁). Изображение точки А (точка А₁) находится напротив точки В₁ (на главной оптической оси). Соединяем точки А₁ и В₁ сплошной линией и получаем изображение предмета АВ.

Записать в рабочую тетрадь характер изображения.

УЭ3

Цель: изучить правила построения изображений в рассеивающей линзе с помощью стандартных световых лучей.

2 1

2

О₁ F ' О F ' О₂

2' F '

1

О – оптический центр линзы; О₁О₂ – главная оптическая ось; F ' – главный фокус рассеивающей линзы.

Все случаи, рассмотренные для собирающей линзы, здесь так же имеют место быть. Но, в отличие от собирающей линзы, они все одинакового характера (даже если предмет находится в фокусе или в двойном фокусе). Куда бы мы не ставили предмет, изображение всегда будет мнимым (пунктирная линия), прямым (стрелочки совпадают по направлению) уменьшенным (изображение меньше самого предмета), изображение с предметом будет находиться по одну сторону от линзы (предмет дальше от линзы, изображение ближе к линзе).

Случай 2 (1, 3, 4, 5). Предмет находится между главным фокусом и двойным фокусом рассеивающей линзы.

В 2 2

1 В₁

2F ' F ' А₁ F '

2'

1

Перечертить в рабочую тетрадь.

Запомнить! Записать характер изображения предмета в рассеивающей линзе в рабочую тетрадь.

Изображаем рассеивающую линзу, главную оптическую ось, фокусы (6 клеточек от центра линзы), двойные фокусы (6 клеточек от главных фокусов), предмет АВ (высота 5 клеточек). Из точки В проводим 1 и 2 стандартные лучи (рисунок слева, лучи должны расходиться). Строим продолжение луча 2 (пунктирная линия проходит через главный фокус рассеивающей линзы). На пересечении пунктирной линии и луча 1 будет изображение точки В (это точка В₁). Изображение точки А (точка А₁) находится напротив точки В₁ (на главной оптической оси). Соединяем точки А₁ и В₁ пунктирной линией и получаем мнимое, прямое и уменьшенное изображение предмета АВ.

УЭ4

Цель: изучить правила построения изображений в собирающей и рассеивающей линзах с помощью не стандартных световых лучей.

А) Рассмотрим случай собирающей линзы.

2

0

1

F S₁

S

О F

1 А

0

2

Перечертить в рабочую тетрадь.

Строим собирающую линзу (рисунок слева), фокусы (4 клеточки от центра линзы) и точку S (за фокусом). Проводим произвольным образом луч 1 до линзы. Через оптический центр линзы (точка О) проводим линию параллельную лучу 1 (линия 0-0). С другой стороны линзы, через главный фокус проводим линию 2-2 (она называется фокальная линия собирающей линзы) параллельно плоскости линзы до пересечения с линией 0-0 (точка А). Луч 1 преломляется так, что проходит через точку А до пересечения с главной оптической осью (точка S₁). Построение закончено. Точка S₁ есть изображение точки S.

А ) Рассмотрим случай рассеивающей линзы.

1

2

1

0

S F ' S₁ O F '

A

0 2

1'

Перечертить в рабочую тетрадь.

Строим рассеивающую линзу (рисунок слева), фокусы (8 клеточек от центра линзы) и точку S (за фокусом). Проводим произвольным образом луч 1 до линзы. Через оптический центр линзы (точка О) проводим линию параллельную лучу 1 (линия 0-0). С этой же стороны линзы, через главный фокус проводим линию 2-2 (пунктиром, она называется фокальная линия рассеивающей линзы) параллельно плоскости линзы до пересечения с линией 0-0 (точка А). Луч 1 преломляется так, что его продолжение (пунктирная линия 1') проходит через точку А и пересекается с главной оптической осью (точка S₁). Построение закончено. Точка S₁ есть изображение точки S.

УЭ5

Итоги урока:

1.Для построения любых изображений в линзах берут два стандартных луча (один через оптический центр, другой – параллельно главной оптической оси).

2.В собирающей линзе характер изображений предмета может быть различным, в рассеимвающей, где бы не находился предмет, характер изображений одинаков.

3.Для построения с помощью нестандартных лучей необходимо провести сам луч, луч через оптический центр, линию фокальной плоскости и ход светового луча (изображение точки, лежащей на главной оптической оси).

4.Все продолжения лучей строим пунтктиром, действительные лучи – сплошной линией.

5.Все мнимые изображения строим пунктиром, все действительные изображения строим сплошной линией.

Важно. Знать!

УЭ6

ДЗ: §69, 70; упр.49

Выполнить в рабочей тетради сфотографировать и прислать на проверку.