2. СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………..3
1. Методические указания к решению задач……………………………………4
1.1. Основныезаконы оптических явлений…………………………………..5
1.2.Основныеформулы. ………………………………………………………8
1.3.Примеры оформления задач……………………………………………..11
2. Примеры выполнения лабораторныхработ…………………………………17
3. План – конспект урока на тему «Линзы. Построение изображения в
линзах»…………………………………………………………………………..21
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ………………………………33
3. ВВЕДЕНИЕ
Учение о свете является одним из важных в современной физике.
Геометрическая оптика - теоретическая основа оптотехники, теории
оптических приближений и ряда других дисциплин. Основные понятия
геометрической оптики необходимы каждому, независимо от избранной
специальности. На основных законах геометрической оптики можно
построить математическую теорию распространения света. Область явлений,
изучаемых оптикой обширна. Оптические явления тесно связаны с
явлениями, изучаемыми в других разделах физики, а оптические методы
исследования относятся к наиболее тонким и точным. Но несмотря на
огромное значение оптики и ее технических приложений, содержание этого
раздела физики в средней школе не отражает в должной мере ее успехи.
Программа по физике содержит достаточный объем знаний по оптике, но в
значительном усовершенствовании нуждается методика ее изложения, в том
числе и геометрической оптики. Методическая разработка направлена на
формированиеи развитие основныхпонятийгеометрической оптики; умения
решения задач. А так же в разработке представлены несколько видов
лабораторныхработ, разработанный конспект урока в виде технологической
карты и презентация.
4. 1. Методические указания к решению задач.
При решении задач, необходимо, прежде всего, установить, какие
физические закономерности лежат в основе данной задачи. Затем, из
формул, выражающих эти закономерности, нужно найти решение задачи в
буквенном виде. После этого можно перейти к подстановке численных
данных, выраженных обязательно в одной и той же системе единиц.
При получении численного ответа надо обращать внимание на степень
точностиокончательногорезультата. Точность ответане должна превышать
точности, с которой даны исходные данные.
У численного ответа сразу же, как только вместо буквенных обозначений
подставляются числа, нужно писать наименование.
В тех задачах, где требуется начертить график, следует выбрать масштаб и
начало координат. На графике обязательно указывать масштаб. В
некоторых ответах может указываться только качественный характер
искомой зависимости.
В разделе геометрическая оптика, необходимо учесть:
При построении изображений в сферических зеркалах из всего пучка
лучей, падающих на зеркало, целесообразно использовать следующие
лучи.
1) Луч, параллельный главной оптическойосизеркала, который после
отражения от зеркала проходит через главный фокус
2) Луч, проходящий через главный фокус, который после отражения
от зеркала идёт параллельно главной оптической оси.
3) Луч, проходящий через оптический центр зеркала и совпадающий
с главной оптическойосью, которыйпосле отражения идёт по тому
же направлению назад.
Для построения изображений в линзах, из всего пучка лучей, падающих
на линзу, лучше использовать следующие лучи:
1) Луч, параллельный главной оптической оси, после преломления
проходит через главный фокус
2) Луч, проходящий через главный фокус, после преломления
проходит параллельно главной оптической оси
3) Луч, проходящий через оптический центр линзы, после
преломления проходит, не меняя первоначального направления.
5. 1.1. Основные законы оптических явлений.
Уже в первые периоды оптических исследований были на опыте
установлены
следующие четыре основных закона оптических явлений:
1. Закон прямолинейного распространения света.
2. Закон независимости световых пучков.
3. Закон отражения от зеркальной поверхности.
4. Закон преломления света на границе двух прозрачных сред.
Дальнейшее изучение этих законов показало, во-первых, что они имеют
гораздо болееглубокий смысл, чем может казаться с первого взгляда, и во-
вторых, что их применение ограничено, и они являются лишь
приближёнными законами.
Установление условийи границ применимостиосновныхоптическихзаконов
означало важный прогресс в исследовании природы света.
Сущность этих законов сводится к следующему.
1. Закон прямолинейного распространения света.
В однородной среде свет распространяется по прямым линиям.
Закон этот встречается в сочинениях по оптике, приписываемых Евклиду и,
вероятно, был известен и применялся гораздо раньше.
Опытным доказательством этого закона могут служить наблюдения над
резкими тенями, даваемыми точечными источниками света, или получение
изображений при помощи малых отверстий. Рис. 1 иллюстрирует получение
изображения при помощи малого отверстия, причем форма и размер
изображения показывают, что проектирование происходит при помощи
прямолинейных лучей.
А B'
A' В
200 см 20см
Рис.1 Прямолинейное распространение света: получение изображения с
помощью малого отверстия.
Закон прямолинейного распространения может считаться прочно
установленном на опыте. Он имеет весьмаглубокий смысл, ибо само понятие
о прямой линии, по-видимому возникло из оптических наблюдений.
Геометрическое понятие прямой как линии, представляющей кратчайшее
6. расстояние между двумя точками, есть понятие о линии, по которой
распространяется свет в однородной среде.
Более детальное исследование описываемых явлений показывает, что закон
прямолинейного распространения света теряет силу, если мы переходим к
очень малым отверстиям.
Так, в опыте, изображенном на рис. 1, мы получим хорошее изображениепри
размере отверстия около 0,5 мм. При последующем уменьшении отверстия -
изображение будет несовершенным, а при отверстии около 0,5-0,1 мкм
изображение совсем не получится и экран будет освещён практически
равномерно.
2. Закон независимости световых пучков.
Световой поток можно разбить на отдельные световые пучки, выделяя их,
например, при помощи диафрагм. Действие этих выделенных световых
пучков оказывается независимым, т.е. эффект, производимый отдельным
пучком, не зависит от того, действуют ли одновременно другие пучки или
они устранены.
3. Закон отражения света.
Луч падающий, нормаль к отражающей поверхности и луч отраженный
лежат в одной плоскости (рис. 2), причем углы между лучами и нормалью
равны между собой: угол падения i равен углу отражения i'. Этот закон
также упоминается в сочинениях Евклида. Установление его связано с
употреблением полированных металлических поверхностей (зеркал),
известных уже в очень отдаленную эпоху.
Рис. 2 Закон отражения.
Рис. 3 Закон преломления.
4. Закон преломления света.
Преломление света – изменение направления распространения оптического
излучения (света) при его прохождении через границу раздела однородных
изотропныхпрозрачных (не поглощающих) сред с показателем преломления
n1 и n2. Преломление света определяется следующими двумя
7. закономерностями : преломленный луч лежит в плоскости , проходящей
через падающий луч и нормаль (перпендикуляр) к поверхностираздела; углы
падения φ и преломления χ (рис.3) связаны законом преломления Снелля :
n1sinφ = n2sinχ или = n, где n – постоянная , не зависящая от углов φ и
χ. Величина n – показатель преломления, определяется свойствами обеих
сред, через границу раздела которыхпроходит свет, и зависит также от цвета
лучей. Преломление света сопровождается также отражением света.
На рис. 3 ход лучей света при преломлении на плоской поверхности ,
разделяющей две прозрачныесреды.Пунктиром обозначен отраженный луч.
Угол преломления χ больше угла падения φ; это указывает, что в данном
случае происходитпреломлениеиз оптически более плотной первой среды в
оптически менее плотную вторую (n1 > n2), n – нормаль к поверхности
раздела.
Явление преломления света было известно уже Аристотелю. Попытка
установить количественный закон принадлежит знаменитому астроному
Птолемею (120 г. н.э.), который предпринял измерение углов падения и
преломления. Закон отражения и закон преломления также справедливы
лишь при соблюдении известных условий. В том случае, когда размер
отражающего зеркала или поверхности, разделяющей две среды, мал , мы
наблюдаем заметные отступления от указанных выше законов. Однако для
обширной области явлений, наблюдаемые в обычных оптических приборах,
все перечисленные законы соблюдаются достаточно строго.
8. 1.2.Основные формулы.
Фокусное расстояние сферического зеркала
f = R/2 ,где R – радиус зеркала.
Оптическая сила сферического зеркала
D = 1/f
Формула сферического зеркала
21
111
aaf
где a1 и a2 расстояния от полюса зеркала соответственно до предмета и
изображения
Закон преломления света
21
2
1
sin
sin
n
i
i
i1 - угол падения луча, i2 - угол преломления, n21 – относительный
показатель преломления среды.
Оптическая сила тонкой линзы
D =
21
11
1
RRn
n
ср
л
Где nл – абсолютный показатель преломления вещества линзы, nср -
абсолютный показатель преломления среды.
Формула тонкой линзы
21
111
aaf
где a1 и a2 расстояния от оптического центра линзы соответственно до
предмета и изображения
Угловое увеличение лупы
Г =
f
L
, (L= 25 см – расстояние наилучшего зрения)
Угловое увеличение телескопа
Г =
об
ок
f
f
Где fоб и fок – фокусные расстояния объектива и окуляра
Угловое увеличение микроскопа
Г =
окоб ff
D
- расстояние между задним фокусом объектива и передним фокусом
окуляра.
Световой поток
Ф = I
Где I – сила света источника, = 2 (1 - cos) – телесный угол, - угол
между осью конуса и его образующей.
Освещенность поверхности
9. E =
S
Ф
Где S – площадь поверхности, по которой равномерно распределяется
падающий поток Ф.
Освещенность, создаваемая точечным изотропным источником
E = i
R
I
cos2
Где R – расстояние от поверхности до источника света, i – угол падения
лучей.
Яркость L =
S
I
Светимость M =
S
Ф
Где Ф – световой поток, испускаемый поверхностью; S - площадь
поверхности.
Оптическая длина пути световой волны
L = nl
Где l – геометрическая длина пути световой волны.
Оптическая разность хода двух световых волн
= L1 – L2
Оптическая разность хода световых волн, отраженных от верхней и
нижней поверхностей тонкой плоскопараллельной пластинки или плёнки,
находящейся в воздухе.
= 2d 2/sin 1
22
in
где d – толщина плёнки, i1 – угол падения, i2 – угол преломления.
Условие максимумов интенсивности света при интерференции
= k (k = 1,2,3,…)
Условие минимумов интенсивности света при интерференции
= (2k + 1)/2 (k = 1,2,3,…)
Радиусы тёмных колец Ньютона
rk = kR
Радиус к-ой зоны Френеля:
Для сферическойволны rk =
ba
ab
k, где b – расстояние диафрагмы от
экрана, на котором ведётся наблюдение дифракционной картины, a –
расстояние диафрагмы с круглым отверстием от точечного источника
света, k – номер зоны Френеля.
Для плоской волны rk = bk .
Условие главных максимумов интенсивности при дифракции света на
дифракционной решётке
dsin = k ; k = 1,2,3,…
Разрешающая сила дифракционной решётки
R = kN
10. Где k- порядковый номер дифракционного максимума, N - число
штрихов решётки.
Угловая дисперсия решетки дифракционной решётки
D =
=
cosd
k
Линейная дисперсия дифракционной решётки
Dl =
l
Закон Брюстера
tgi = n21
Закон Малюса
I = I0 cos2
Степень поляризации света
P =
m inm ax
m inm ax
II
II
Угол поворота плоскости поляризации оптически активными веществами
определяется соотношениями
в твёрдых телах = d ( - постоянная вращения ),
в чистых жидкостях = []d
в растворах = []Cd
где C – массовая концентрация оптически активного вещества в
растворе..
11. M
S’
N
S
O
S1
P
1.3.Примеры оформления задач.
Луч падает под углом i = 600 на стеклянную пластинкутолщиной d = 30
мм. Определить боковое смещение луча x после выхода из пластинки.
(см.рис.1)
Дано: Решение:
= 600 n
sin
sin
, sin =
n
sin
, cos = 2
2
sin
1
n
=
n
n 22
sin
.
n = 1,5 Рассмотрим треугольник ВАС (А = 900):
d = 30 мм = cos = d/l, l =
cos
d
= 0,03 м. Рассмотрим треугольник ВДС (Д = 900):
x- ? sin( - ) =
l
х
, тогда получим
х = (sincos - cossin)
22
sinn
dn
, или
х=(sin
n
n 22
sin
- cos
n
sin
)
22
sin
n
nd
0,01545
м 15,5 мм.
Ответ: 15,5 мм.
Геометрическая оптика. Фотометрия.
1. 2.На рисунке указаны положения главной оптической оси MN
сферического зеркала,
светящейся точки S и её
изображения S’. Найти
построением положение
оптического центра О
зеркала, его полюса Р и
главного фокуса F.
Решение.
Изображение в зеркале
получено мнимое, само
зеркало является вогнутым.
Для нахождения оптического
центра, проводим прямую
линию, соединяющую светящуюся точку и её изображение. Точка
d
B
A
D
C
l
Рис.1
х
M
S’
N
S
12. пересечения этой прямой с главной оптической осью есть оптический
центр зеркала – точка О.
Строим точку, симметричную источнику света, относительно главной
оптической оси, соединяем её с изображением светящейся точки. Точка
пересечения этой прямой с главной оптической осью есть полюс
вогнутого зеркала – Р
2.Какое увеличение даёт лупа, оптическая сила которой 16 дп?
Построить изображение предмета в лупе.
Решение. Увеличение, даваемое лупой, рассчитывают по формуле Г =
f
L
,
где f – фокусное расстояние лупы; L – расстояние наилучшего зрения
(равно 25 см для нормального глаза) . Следовательно,
Г =
f
L
= Df = 0,2516 = 4.
Для того, чтобы рассмотреть предмет через лупу, его располагают между
лупой и её фокусом (см.рис.). Для построения изображения точки А этого
предмета используем два луча, исходящих из неё: один, параллельный
главной оптической оси, после преломления проходит через фокус;
другой, проходящий через главный оптический центр линзы, не изменит
своего направления. Изображение А1 точки А получается в точке
пересечения продолжений преломленных лучей. Аналогично получаем
изображение В1 точки В. Следовательно, изображение А1 В1 предмета АВ
будет мнимое, увеличенное и прямое.
3.Чему равно главное фокусное расстояние плосковыпуклой стеклянной
линзы, находящейся в скипидаре(n2 = 1,47), радиус кривизны выпуклой
поверхности которой равен 25 см?
Решение. Фокусное расстояние линзы найдём по формуле:
D =
F
1
=
21
11
1
RRn
n
ср
л
Т.к. радиус кривизны плоскойповерхностилинзы R1 = , то эту формулу
можно преобразовать так:
F
1
=
2
1
1
Rn
n
ср
л
откуда
F
O
A
B
A1
B1
13. 21
22
21
2
1/ nn
nR
nn
R
F
.
Подставим значения величин и получим:
47,15,1
47,125,0
F м = 12,25 м.
4. Люминесцентная цилиндрическая лампа диаметром d = 2,5 см и длиной
l = 40 см создаёт на расстоянии R = 5 м в направлении,
перпендикулярном оси лампы, освещенность Е = 2 лк. Принимая лампу за
косинусный излучатель, определить силу света в данном направлении и
яркость.
Решение. Больший из двух размеров лампы – длина – в 12 раз меньше
расстояния, на котором измерена освещенность. Следовательно, для
вычисления силы света в данном направлении можно принять лампу за
точечный источник и применить формулу
E = 2
R
I
, откуда I = ER2.
Подставив значения величин в эту формулу и произведя вычисления,
получим
I = 25 кд.
Для вычисления яркости применим формулу:
L =
S
I
,
Где S – площадь проекции протяженного источника света на плоскость,
перпендикулярную направлению наблюдения.
В случае цилиндрической люминесцентной лампы проекция имеет форму
прямоугольника длиной l и шириной d. Следовательно,
L =
ld
I
.
Произведя вычисления по этой формуле, найдём, что L = 2,5 ккд/м2.
Интерференция света. Дифракция света.
1. Два когерентных источника S1 и S2 с длиной волны 0,5 мкм находятся
на расстоянии 2 мм друг от друга. Параллельно линии, соединяющей
источники, расположен экран на расстоянии 2 м от них. Что будет
наблюдаться в точке А экрана: свет или темнота?
Решение. В точке А экрана будет свет, если разность хода двух лучей,
исходящих из источников S1 иS2, равна целому числу длин волн, и
темнота, если эта разность хода равна нечётному числу
полуволн. Вычислим разность хода:
= |AS2| – |AS1|
где |S2A| = 22
dl , |S1A| = l. Следовательно,
= 22
dl - l
А
l
S1 S2d
14. Так как d/l << 1, то, используя формулу приближенного вычисления,
получаем
l
d
l
l
d
l
22
1
1
22
, мм 6
23
10
22
)102(
.
Сравнивая значения и , видим, что разность хода равна целому числу
длин волн (двум), следовательно, в точке А экрана будет свет.
2. Найти радиус кривизны линзы, применяемой для наблюдения колец
Ньютона, если расстояние между вторым и третьим светлыми
кольцами 0,5 мм. Установка освещается
светом с длиной волны 5,5 10-7м. Наблюдение
ведется в отраженном свете.
Решение. Из треугольника ОАВ имеем
|BA|2 = |BO|2 + |AO|2, или R2 = r2
k + (R - h)2 ,
откуда r2
k – 2Rh + h2 = 0.
Пренебрегая малой величиной h2 по сравнению
с остальными слагаемыми, получим rk = hR2 .
Иначе, для светлого k-ого кольца в отраженном свете разность хода
равна
k = 2hn - /2 = 2k
2
,
откуда 2h = (2k + 1)
n2
. Тогда
rk =
n
R
k
2
)12(
Для k = 2 r2 =
n
R
2
)122(
=
n
R
2
5
Для k = 3 r3 =
n
R
2
)132(
=
n
R
2
7
Тогда r3,2 = r3 – r2 =
n
R
2
7
-
n
R
2
5
= 0,4
n
R
2
,
Откуда R =
08,0
2
2,3 nr
= 5,7 м.
3. Найти наибольший порядок спектра для жёлтой линии натрия с
длиной волны 5,8910-7м, если период дифракционной решетки 2 мкм.
Решение. Воспользуемся формулой дифракционной решетки
dsin = k,
откуда k = dsin/.
А
R
B
rk
Oh
15. n1
n2
i1
i2
i’
1
’ ‘ ‘ ‘
‘ ‘ ‘ ‘
Из этого выражения видно, что при заданных d и порядок спектра k
будет максимальным, когда sin = 1, т.е. при угле отклонения 1,57 рад.
Следовательно,
kmax = 3
1089,5
102
7
6
d
.
4.Определить угол дифракции для второго порядка света натрия с
длиной волны = 589 мкм, если на 1 мм дифракционной решетки
приходится пять штрихов.
Решение. Из формулы дифракционной решетки dsin = k, найдём
sin = k / d,
Поскольку число штрихов, отнесённых к длине решётки, связано с
периодом решетки соотношением N0 = 1/d , то можно записать sin =
kN0, откуда
= arcsin kN0;
тогда получаем: = arcsin (25,8910-75103 ) рад = 5,8 10-3 рад.
Поляризация света.
1. Пучок естественного света падает на
полированную поверхность стеклянной пластины,
погруженной в жидкость. Отражённый от
пластины пучок света составляет угол = 970 с
падающим пучком. Определить показатель
преломления жидкости, если отраженный свет
полностью поляризован.
Решение. Согласно закону Брюстера, свет,
отраженный от диэлектрика, полностью поляризован в том случае, если
тангенс угла падения
tgi = n21,
где n21 – относительный показатель преломления второй среды(стекла)
относительно первой(жидкости). Относительныйпоказатель преломления
равен отношению абсолютных показателей преломления этих сред.
Следовательно,
tgi = n2 / n1 ,
Согласно условию задачи, отраженный луч повёрнут на угол
относительно падающего луча. Т.к. угол падения равен углу отражения, то
i = /2 и, значит, tg(/2) = n2 / n1, откуда
)2/(
2
1
tg
n
n
Сделав подстановку числовых данных, получим n1 = 1,33.
2. Пучок частично - поляризованного света рассматривается через
николь. Первоначально николь установлен так, что его плоскость
пропускания параллельна плоскости колебаний линейно – поляризованного
16. света. При повороте николя на угол = 600 интенсивность
пропускаемого им света уменьшилась в к = 2 раза. Определить
отношение Ie/In интенсивностей естественного и линейно –
поляризованного света, составляющих данный частично –
поляризованный свет.
Решение. Отношение интенсивности Ie естественного света к
интенсивности In поляризованного света найдём из соображений, что при
первоначальном положении николя он полностью пропустит линейно –
поляризованный свет и половину интенсивности естественного света.
Общая интенсивность пропущенного света при этом света
I1 = In + ½ Ie
При втором положении николя интенсивность пропущенного
поляризованного света определится по закону Малюса, а интенсивность
пропущенного естественного света, как и в первом случае, будет равна
половине интенсивности естественного света, падающего на николь.
Общая интенсивность в этом случае
I2 = In cos2 + 1/2 Ie
В соответствии с условием задачи I1 = kI2, или
In + ½ Ie = k(In cos2 + ½ Ie)
Подставив сюда значение угла и , и произведя вычисления, получим
1
n
e
I
I
, или In = Ie,
т.е. интенсивности естественного и поляризованного света в заданном
пучке равны между собой.
3.Пластинка кварца, вырезанная перпендикулярно оптической оси
кристалла, поворачивает плоскость поляризации монохроматического
света определённой длины волны на угол 1 = 200. Определить какой
длины l трубку с раствором сахара массовой концентрацией С = 0,4 кг/л
(400 кг/м3) надо поместить между николями, чтобы свет был
полностью погашен? Удельное вращение [] раствора сахара равно
0,665 град/(мкгм-3).
Решение. Длину трубки с сахарным раствором найдём из соотношения
2 = []Сl,
выражающего угол поворота плоскости поляризации раствором сахара,
где l – толщина раствора сахара (принимается равной длине трубки).
Отсюда получим
l =
C][
2
Подставив сюда значения величин и произведя вычисления, найдём
l = 3,8 дм.
18. Лабораторная работа
Определение оптической силы и фокусного расстояния собирающей
линзы
Цель работы: определить фокусное расстояние и оптическую силу
собирающей линзы.
Оборудование: линейка, два прямоугольных треугольника,
длиннофокусная собирающая линза, лампочка на подставке с колпачком,
содержащим букву, источник тока, ключ, соединительные провода, экран,
направляющая рейка.
Ход работы
1. Соберите электрическую цепь, подключив лампочку к источнику тока
через выключатель.
2. Поставьте лампочку на один край стола, а экран -у другого края. Между
ними поместите собирающую линзу.
3. Включите лампочку и передвигайте линзу вдоль рейки, пока на экране не
будет получено резкое, уменьшенное изображение светящейся буквы
колпачка лампочки.
4. Измерьте расстояние от экрана до линзы в мм.
d
5. Измерьте расстояние от линзы до изображения в мм.
f 1
6. При неизменном d повторите опыт еще 2 раза, каждый раз заново получая
резкое изображение.
,
2
f f 3
7. Вычислите среднее значение расстояния от изображения до линзы.
________________
3
3
321
f
f
fff
f
cp
cp
cp
8. Вычислите оптическую силу линзы
cp
cp
fdD
11
11
Dcp
9. Вычислите фокусное расстояние линзы.
19.
1
1
Fcp
F
D
cp
cp
10. Результаты вычислений и измерений занесите в таблицу.
№
опыта. ì
f ,10 3
ì
fcp ,10 3
ì
d ,10 3
,cpD
дтпр
D ,
дтпр
cp,F
м
11. Измерьте толщину линзы в мм. h =______________
12. Вычислите абсолютную погрешность измерения оптической силы линзы
по формуле: 22
2 cpf
h
d
h
D
__________________D
13. Запишите результат в виде DDD cp
________________________D
Вывод: ___________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
_______________________________________
Оценка:____________
21. 4. План – конспект урока на тему «Линзы. Построение изображения в
линзах»
Тема учебного занятия: «Линзы. Построение изображений в линзах».
Форма учебного занятия: урок изучения нового материала.
Цель: дать понятие о линзах, их физическихсвойствахи характеристиках.
Сформировать практическиеумения применять знания о свойствах
линз для нахождения изображения графическим методом.
Задачи Образовательные:
1. Изучение алгоритма построения изображенийв линзах; видов
изображений, даваемых линзами.
3. Совершенствованиеопыта учебнойдеятельности:
закрепление умений самостоятельно выполнять задания по
предложеннойсхеме, плану, алгоритму;
формирование умений строить изображения предметов,
расположенных на различных расстояниях от линзы, определять их
вид;
закрепление умений проверять решение задачи при помощи
виртуальной модели; работать с основными компонентами ЦОР
(цифровые образовательные ресурсы).
Развивающие:
1. Развитие мышления студентов:формированиепонятий; умений
анализировать, сравнивать, обобщать, делать выводы.
2. Развитие внимания, памяти учащихся при работепо Листу заданий и
презентации.
3. Формированиеинформационнойкомпетенции (работа с текстом,
работа по предложенномуплану, работа с компьютером, работав
программеMicrosoft Power Point);
4. Формированиекоммуникативной компетенции (развитие навыков
совместнойдеятельностипо выполнению учебных заданий).
Воспитательные:
1. Воспитание культуры общения в ходе выражения собственных
суждений.
22. 2. Воспитание ответственного отношения к выполнению учебных
заданий на основепредъявляемыхк ним требований.
М е ж п р е д м е т н ы е с в я з и : черчение (построениелучей),
математика (расчеты по формулам, использование
микрокалькуляторов для сокращения затрат времени на вычисления),
обществоведение(понятие о законах природы).
У ч е б н о е о б о р у д о в а н и е : фотографиии иллюстрации
физических объектов из мультимедийного диска «Мультимедиа
библиотека по физике».
Дидактическаяструктура урока
Этап урока Содержание Деятельность учителя Деятельность
студентов
1. Орг.
момент (2
мин)
Рассказ о
порядке
работы на
уроке:
- работас
презентацией
;
- работас
Листом
заданий и
Листом
контроля;
- работав
микрогруппе;
· активизация внимания;
· проверкаготовности
кабинета к уроку;
· организация
рабочего
места;
·
формирование
микрогрупп;
2.
Вступител
ьная часть
(3 мин)
Рассказ об
учебных
задачах
урока,
предъявлени
е требований
к учащимся.
· актуализация знаний;
· предъявлениецелей урока;
· созданиеблагоприятной
психологическойатмосферы;
· настройна плодотворную
работу;
· беседас
учащимися;
·
формулирован
ие цели урока
(каждый
ученик может
поставить
23. перед собой
своицели);
3. Основная
часть
(30 мин)
1.
Повторение
темы
«Линзы»
(10 мин)
· повторить основные
понятия темы «Линзы» по
презентации – Слайды №1 -
№9;
Примечание: анимация слайда
настроена так, что ответы на
вопросы по повторению
появляются после щелчка ЛК
(левая кнопка) мыши
·
самостоятельна
я работа по
Листу заданий
и презентации;
·
взаимоконтрол
ь;
· самооценка;
2. Изучение
темы
«Построение
изображени
й в линзах»
(20 мин)
1) Изучение
правил
построения
хода лучей.
2) Изучение
видов
изображений
.
3) Изучение
алгоритма
построения
изображений
1) правила построения хода
лучей
· прочитать правила
построения ходалучей
(Слайд №11,№13,№15)
самостоятельно (или вместе с
группой)
· записать правила
построения ходалучей на
Лист заданий
· проверить построениепо
презентации (Слайд
№12,№14,№16);
2) виды изображений
· обсудить в группе
возможныеварианты видов
изображений;
· выполнить устно задание
Слайда №18;
3) построение изображений в
линзе
·
самостоятельна
я работа по
Листу заданий,
Листу
контроля и
презентации;
· обсуждение
проблемных
вопросов в
группе;
· выполнение
заданий по
предложенном
у алгоритму;
· групповая
работа с
разделением
задач;
· обмен
информацией
по результатам
проделанной
24. в линзе.
4) Решение
типовых
задач по
построению
изображений
в линзах.
5)
Выполнение
контрольных
заданий
· прочитать алгоритм
построения изображенийв
линзе;
· воспроизвестиалгоритм на
память;
4) решение типовых задач
· построить вместес группой
изображениепредмета,
расположенногозадвойным
фокусным расстоянием по
алгоритму (Слайд №19);
обсудить его вид (Лист
заданий, пункт 3, 1));
· проверить свою работупо
презентации (Слайд №20);
· распределить между членами
группы задания №2-№5);
· выполнить построение;
· проверить правильность
построения по презентации
(Слайды №21-№24)
· обсудить результаты,
зафиксировать их в Листе
заданий;
5) контрольные задания
· выполнить контрольное
задание №1 на Листе
контроля (Слайд №26);
· выполнить задания п.8-п.10
на Листе заданий;
· выполнить контрольное
задание №2 на Листе
контроля;
работы;
· решение
мини-теста;
·
самоконтроль;
·
взаисоконтроль
;
· самоанализ;
· заполнение
Таблицы
самоконтроля
25. · повторить, как влияет
положение предмета
относительно линзы на вид
его изображения;
· выполнить решение мини-
теста;
· записать результат в Таблицу
самоконтроля;
· обсудить в группе различия
видов изображенийи
характера расположения
предметов относительно
линзы в различных
оптических приборах(Слайд
№28);
5.
Заключител
ьная часть
(2 мин)
Устный
фронтальный
опрос по
итогам урока
· подведениеитогов урока;
· рефлексия деятельности
учащихся на уроке;
· самооценкаи
самоанализ
деятельности
на уроке;
· беседа;
6.
Предъявлен
ие
домашнего
задания (8
мин)
Рассказ о
содержании
домашнего
задания
«Мозговой
штурм» по
решению
задач
повышенной
сложности
· демонстрация связи
домашнего задания с целями
урока;
· ориентировкана важность
выполнения домашнего
задания;
· созданиепроблемной
ситуации;
· организация работы в
режиме «мозговогоштурма».
· работав
режиме
«мозгового
штурма»;
· обсуждение
домашнего
задания
Приложение к уроку
1. С целью повторения пройденного, атакже проверкиглубины усвоения
знаний учащимися, проводитсяфронтальныйопроспо изученнойтеме:
- Какое явление называется преломлением света? В чем его суть?
- Какие наблюдения и опыты наводятна мысль об изменении направления
распространения света при переходе его в другую среду?
26. - Какой угол – падения или преломления – будет больше в случае
перехода луча света из воздухав стекло?
- Почему, находясь в лодке, трудно попасть копьем в рыбу, плавающую
невдалеке?
- Почему изображениепредмета в воде всегдаменее ярко, чем сам
предмет?
- В каком случае угол преломления равен углу падения?
2. Изучение нового материала:
. Линза – оптическипрозрачноетело,
ограниченноесферическимиповерхностями.
линзы
выпуклые вогнутые
27. Выпуклые линзы бывают: двояковыпуклые(1), плосковыпуклые(2),
вогнуто-выпуклые(3).
Вогнутые линзы бывают: двояковогнутые(4), плосковогнутые(5),
выпукло-вогнутые(6).
В школьном курсе мы будем изучать тонкие линзы.
Линза, толщина которой много меньше
радиусовкривизны ее поверхностей
называюттонкой линзой.
Линзы, которыепреобразуютпучок
параллельных лучей в сходящийся исобирают
его в одну точку называют собирающими
линзами.
Линзы, которыепреобразуютпучок
параллельных лучей в расходящийся
называют рассеивающими линзами.
Точкав которойлучи после
преломления собираются,называется
фокусом. Для собирающейлинзы –
28. действительный. Для рассеивающей – мнимый.
Рассмотрим ход пучков света через рассеивающую линзу:
Вводим и показываем основныепараметры линз:
- оптическийцентр линзы;
- оптическиеоси линзы и главную оптическую ось линзы;
- главные фокусы линзы и фокальную плоскость.
Построение изображений влинзах:
Точечныйобъекти его изображениевсегда лежат на одной
оптическойоси.
Луч, падающий на линзу параллельно оптическойоси, после
преломления через линзу проходитчерез фокус, соответствующий
этой оси.
Луч, проходящийчерез фокус до собирающейлинзы, после линзы
распространяется параллельно оси, соответствующейэтому
фокусу.
Луч, параллельный оптическойоси, пересекается с ней после
преломления в фокальной плоскости.
d – расстояниепредмета до линзы
F – фокусное расстояниелинзы.
1. Предметнаходитсяза двойным фокусным расстоянием линзы: d > 2F
.
линза даст уменьшенное ,перевернутое,
действительное изображениепредмета.
29. 2. Предмет находитсямеждуфокусом линзы и ее двойным фокусом:
F< d < 2F
Линза дает увеличенное,
перевернутое, действительноеизображениепредмета.
3. Предмет помещен в фокус линзы: d = F
Изображениепредмета будет размыто.
4. Предметнаходитсямежду
линзой и ее фокусом: d < F
изображениепредмета увеличенное,
мнимое, прямоеи расположено по ту же
сторонуот линзы, что и предмет.
5. Изображения, даваемые рассеивающей линзой.
линза не дает действительных
изображений, лежащих по ту же
сторонуот линзы, что и предмет.
30. Формула тонкой линзы:
Формула длянахожденияоптическойсилы линзы:
величина, обратнаяфокусному
расстоянию,называется
оптической силойлинзы. Чем
короче фокусноерасстояние,тем
оптическаясила линзы больше.
Оптическиеприборы:
фотоаппарат
32. 2. С помощьюкакого прибораможно получить изображениепоказанное
на рисунке.
а. фотоаппарат б. киноаппарат в. лупа
3. Какая линза изображенана рисунке?
а. собирающая
б. рассеивающая
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Арцыбышев С.А. Физика - М.: Просвещение, 2010. - 511с.
2. Жданов Л.С. Жданов Г.Л. Физика для средних учебных заведений - М.:
3. Просвещение, 2011. - 560с.
4. КабардинО. Ф. "Физика" - М.: Просвещение, 2007.
5. Ландсберг Г.С. Оптика - М.: Наука, 2006. - 928с.
6. Ландсберг Г.С. Элементарныйучебник физики. - М.: Наука, 2006. - Т.3. -
656с.
7. Сивухин Д.В. Общий курс физики : Оптика - М.: Наука, 2009. - 751с.
