Плоское зеркало. Построение изображения предмета в плоском зеркале.
Мнимое изображение предмета (мы не можем за зеркалом поместить фотопластинку и зарегистрировать его). Это Вы, а в зеркале не вы, а ваше изображение. Чем они отличаются?
Демонстрация со свечами и плоским зеркалом. На фоне черного экрана вертикально устанавливается кусок стекла. Перед стеклом и за ним на одинаковых расстояниях размещают электрические лампы (свечи) на стойках. Если одна горит, то кажется, что горит и другая.
Расстояния от предмета до плоского зеркала (d) и от зеркала до изображения предмета (f) равны: d = f. Равенство размеров предмет и изображения. Область видения предмета (показать на чертеже).
"Нет, вас никто, Зеркала, не осмыслил, В душу никто к вам еще не проник".
Рейнер Рильке
"Двое смотрят вниз, один видит лужу, другой – отраженные в ней звезды".
Довженко
 |
Применения плоских зеркал: наблюдение "недоступных" объектов (зеркало стоматолога, перископ), зеркальное обращение, получение множественных изображений в системе зеркал.
Закон отражения света и игра в бильярд.
 |
Выпуклые и вогнутые зеркала (демонстрация с ФОС-67 и стальной линейкой). Построение изображения предмета в выпуклом зеркале. Применения сферических зеркал: автомобильные фары (как остяки ловят рыбу), боковые зеркала автомобилей, гелиостанции, спутниковые антенны.
IV. Задачи:
1. Плоское зеркало и некоторый предмет АВ расположены так, как показано на рисунке. Где должен располагаться глаз наблюдателя, чтобы изображение предмета в зеркале было видно целиком?
2. Солнечные лучи составляют с горизонтом угол 620. Как надо расположить плоское зеркало по отношению к земле, чтобы направить лучи горизонтально? (Рассмотреть все 4 случая).
3. Лампочка настольной лампы находится на расстоянии 0,6 м от поверхности стола и на расстоянии 1,8 м от потолка. На столе лежит осколок плоского зеркала в форме треугольника со сторонами 5 см, 6 см и 7 см. На каком расстоянии от потолка находится изображение нити накала лампочки, даваемое зеркалом (источник точечный)? Найти форму и размеры "зайчика", полученного от осколка зеркала на потолке.
Вопросы:
1. Почему в дыму или тумане луч света становится видимым?
2. Человек, стоящий на берегу озера, видит на гладкой поверхности воды изображение Солнца. Как будет перемещаться это изображение при удалении человека от озера?
3. Далеко ли от вас до изображения Солнца в плоском зеркале?
4. Наблюдаются ли сумерки на Луне?
5. Если поверхность воды колеблется, то изображения предметов (Луны и Солнца) в воде также колеблются. Почему?
6. Как изменится расстояние между предметом и его изображением в плоском зеркале, если зеркало переместить в то место, где было изображение?
7. Что чернее: бархат или черный шелк? Три рода войск имеют черные бархатные погоны: артиллеристы (19 ноября 1942 г.), танкисты (Сталинград и Курская дуга), шофера (Ладога).
8. Можно ли измерить высоту облаков с помощью мощного прожектора?
9. Почему непрозрачен снег и туман, хотя вода прозрачна?
10. 
На какой угол повернется луч, отраженный от плоского зеркала, при повороте последнего на 300?
11. Сколько изображений источника S0 можно увидеть в системе плоских зеркал М1 и М2? Из какой области они будут видны одновременно?
12. При каком положении плоского зеркала шар, катящийся прямолинейно по поверхности стола, будет казаться в зеркале поднимающимся вертикально вверх?
13. Мальвина разглядывает свое изображение в маленькое зеркало, но она видит только часть лица. Увидит ли она все лицо целиком, если попросит Буратино отойти с зеркальцем подальше?
14. Всегда ли зеркало «говорит» правду?
15. Однажды, пролетая над зеркально ровной поверхностью пруда, Карлсон обратил внимание на то, что его скорость относительно пруда в точности равна его скорости удаления от своего изображения в воде. Под каким углом к поверхности пруда летел Карлсон?
16. Предложите способ измерения высоты объекта в том случае, если его основание доступно (недоступно).
17. При каком размере зеркала солнечный зайчик будет иметь форму зеркала, а при каком – форму диска Солнца?
V. §§ 64-66. Упр. 33,34. Задачи для повторения № 64 и № 65.
1. Изготовьте модель перископа.
2. Светящаяся точка находится между двумя плоскими зеркалами. Сколько изображений точки можно получить, расположив зеркала под углом, друг к другу.
3. С помощью настольной лампы, удаленной от края стола на 1,5 - 2 м и расчески с редкими зубьями, получите на поверхности стола пучок параллельных лучей. Поставив на их пути зеркало, проверьте законы отражения света.
4. Если два прямоугольных плоских зеркала, образующих прямой угол, поставить на третье зеркало, то получим оптическую систему, состоящую из трех взаимно перпендикулярных зеркал - "катафот". Каким интересным свойством он обладает?
5. Иногда солнечный зайчик почти точно повторяет форму зеркала, которым его пускают, иногда только приблизительно, а иногда совсем не похож по форме на зеркало. От чего это зависит? При каком размере зеркала солнечный зайчик будет иметь форму зеркала, а при каком – форму диска Солнца?
"Со времени возрождения наук, с самого их возникновения, не было сделано более прекрасного открытия, чем открытие законов, управляющих светом, ...когда прозрачные тела заставляют его менять свой путь при их пересечении".
Мопертюи
Урок 61/11. ПРЕЛОМЛЕНИЕ СВЕТА
ЦЕЛЬ УРОКА: На основе экспериментов установить закон преломления света и научить учеников применять его при решении задач.
ТИП УРОКА: Комбинированный.
ОБОРУДОВАНИЕ: Оптическая шайба с принадлежностями, лазер ЛГ-209.
ПЛАН УРОКА:
1. Вступительная часть 1-2 мин
2. Опрос 10 мин
3. Объяснение 20 мин
4. Закрепление 10 мин
5. Задание на дом 2-3 мин
II.Опрос фундаментальный:
1. Закон отражения света.
2. Построение изображения в плоском зеркале.
Задачи:
1. Требуется осветить дно колодца, направив на него солнечные лучи. Как надо расположить плоское зеркало по отношению к Земле, если лучи Солнца падает под углом 60° к горизонту?
2. Угол между падающим и отраженным лучами в 8 раз больше угла между падающим лучом и плоскостью зеркала. Вычислите угол падения луча.
3. 
Длинное наклонное зеркало соприкасается с горизонтальным полом и наклонено под углом α к вертикали. К зеркалу приближается школьник, глаза которого расположены на высоте h от уровня земли. На каком максимальном расстоянии от нижнего края зеркала школьник увидит: а) изображение своих глаз; б) свое изображение полностью во весь рост?
4. Два плоских зеркала образуют угол α. Найти угол отклонения δ светового луча. Угол падения луча на зеркало М1 равен φ.
Вопросы:
1. При каком угле падения луча на плоское зеркало падающий луч и отраженный луч совпадают?
2. Чтобы увидеть во весь рост свое изображение в плоском зеркале, его высота должна быть не менее половины роста человека. Докажите это.
3. Почему ночью лужа на дороге кажется водителю темным пятном на светлом фоне?
4. Можно ли вместо белого полотна (экрана) в кинотеатрах использовать плоское зеркало?
5. Почему тени даже при одном источнике света никогда не бывают совершенно темными?
6. 
Почему блестит снег?
7. Почему хорошо видны фигуры, нарисованные на запотевшем оконном стекле?
8. Почему блестит начищенный сапог?
9. Перед зеркалом М воткнуты две булавки А и В. В каком месте на штриховой линии должен находиться глаз наблюдателя, чтобы изображения булавок накладывались друг на друга?
10. В комнате на стене висит плоское зеркало. Экспериментатор Глюк видит в нем слабо освещенный предмет. Может ли Глюк осветить этот предмет, направив на его мнимое изображение в зеркале свет фонарика?
11. Почему иногда классная доска отсвечивает? При каких условиях это явление будет наблюдаться?
12. Почему иногда ночью зимой над уличными фонарями видны вертикальные световые столбы?
III. Преломление света на границе раздела двух прозрачных сред. Демонстрация явления преломления света. Падающий луч и луч преломленный, угол падения и угол преломления. Заполнение таблицы:
| α | γ | α/γ | sinα/sinγ |
| 300 | |||
| 450 | |||
| 600 | |||
| 800 |
Закон преломления света: Падающий луч, преломленный луч и перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падение луча, лежат в одной плоскости; отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть для данных двух сред величина постоянная, называемая показателем преломления второй среды по отношению к первой.
 |
Абсолютный показатель преломления среды (n) - показатель преломления данной среды по отношению к вакууму. Физический смысл абсолютного показателя преломления: n = c/υ.
Абсолютные показатели преломления некоторых сред: nвозд = 1,0003, 
= 1,33; nст = 1,5 (крон) - 1,9 (флинт). Среда с большим показателем преломления называется оптически более плотной.
Соотношение между абсолютными показателями преломления двух сред и их относительным показателем преломления: n21 = n2/n1.
Преломлением обусловлен целый ряд оптических иллюзий: кажущаяся глубина водоема (пояснение рисунком), излом карандаша в стакане с водой (демонстрация), короткие ноги у купальщицы в воде, миражи (на асфальте).
Ход лучей через плоскопараллельную стеклянную пластинку (демонстрация).
IV.Задачи:
1. Луч переходит из воды в стекло-флинт. Угол падения равен 35°. Найти угол преломления.
2. На какой угол отклонится луч, упав под углом 45° на поверхность стекла (крон), на поверхность алмаза?
3. Водолаз, находясь под водой, определил, что направление на Солнце составляет с вертикалью угол 45°. Найдите истинное положение Солнца относительно вертикали?
Вопросы:
1. Почему попавший в воду комок снега становится невидимым?
2. Человек стоит по пояс в воде на горизонтальном дне бассейна. Почему ему кажется, что он стоит в углублении?
3. В утренние и предвечерние часы отражение Солнца в спокойной воде слепит глаза, а в полдень его можно рассмотреть, не жмурясь. Почему?
4. В какой материальной среде свет распространяется с наибольшей скоростью?
5. В какой среде лучи света могут быть криволинейными?
6. Если поверхность воды не совсем спокойна, то предметы, лежащие на дне, кажутся колеблющимися. Объясните явление.
7. Почему не видно глаз человека в темных очках, хотя сам человек через такие очки видит достаточно хорошо?
V.
§ 67. Упр. 36 Задачи для повторения № 56 и №57.
1. С помощью настольной лампы удаленной от края стола на 1,5 - 2 м и расчески с редкими зубьями, получите на поверхности стола пучок параллельных лучей. Поставив на их пути стакан с водой, треугольную призму, опишите явления и определите показатель преломления стекла.
2. Если банку из-под кофе поставить на белую поверхность и быстро налить в нее кипятка, то можно увидеть, глядя сверху, что черная наружная стенка стала блестящей. Пронаблюдайте и объясните явление
3. Попробуйте наблюдать миражи с помощью горячего утюга.
4. С помощью циркуля и линейки постройте ход преломленного луча в среде с показателем преломления 1,5 при известном угле падения.
5. Возьмите прозрачное блюдце, наполните его водой и поставьте на страницу раскрытой книги. Затем с помощью пипетки добавляйте в блюдце молоко, помешивая его до тех пор, пока через дно блюдца уже невозможно будет разглядеть слов на странице. Если теперь в раствор добавлять сахарный песок, то при некоторой его концентрации раствор опять станет прозрачным. Почему?
"Обнаружив преломление света, естественно было поставить вопрос:
каково соотношение между углами падения и преломления?"
Л. Купер
Урок ПОЛНОЕ ОТРАЖЕНИЕ
ЦЕЛЬ УРОКА: Познакомить учеников с явлением полного внутреннего отражения и его практическими применениями.
ТИП УРОКА: Комбинированный.
ОБОРУДОВАНИЕ: Оптическая шайба с принадлежностями, лазер ЛГ-209 с принадлежностями.
ПЛАН УРОКА:
1. Вступительная часть 1-2 мин
2. Опрос 10 мин
3. Объяснение 20 мин
4. Закрепление 10 мин
5. Задание на дом 2-3 мин
II.Опрос фундаментальный:
1. Закон преломления света.
Задачи:
1. Луч, отраженный от поверхности стекла с показателем преломления 1,7, образует с преломленным лучом прямой угол. Определите угол падения и угол преломления.
2. Определите скорость света в жидкости, если при падении луча на поверхность жидкости из воздуха под углом 450 угол преломления равен 300.
3. Пучок параллельных лучей надает на поверхность воды под углом 30°. Ширина пучка в воздухе 5 см. Найти ширину пучка в воде.
4. Точечный источник света S расположен на дне водоема глубиной 60 см. В некоторой точке поверхности воды вышедший в воздух преломленный луч оказывается перпендикулярным лучу, отраженному от поверхности воды. На каком расстоянии от источника S луч, отраженный от поверхности воды, упадет на дно водоема? Показатель преломления воды 4/3.
Вопросы:
1. Почему почва, бумага, дерево, песок кажутся более темными, если они смочены водой?
2. Почему, сидя у костра, мы видим предметы по другую сторону костра колеблющимися?
3. В каких случаях граница раздела двух прозрачных сред невидима?
4. Два наблюдателя одновременно определяют высоту Солнца над горизонтом, но один находится под водой, а другой на воздухе. Для кого из них Солнце выше над горизонтом?
5. Почему истинная продолжительность дня несколько больше той, которую дают астрономические вычисления?
6. Постройте ход луча через плоскопараллельную пластинку, если ее показатель преломления меньше показателя преломления окружающей среды.
III.Прохождение светового луча из оптически менее плотной среды в оптически более плотную среду: n2 > n1, sinα > sinγ.
Прохождение светового луча из оптически более плотной среды в оптически менее плотную среду: n1 > n2, sinγ > sinα.
Вывод:Если световой луч переходит из оптически более плотной в оптически менее плотную среду, то он отклоняется от перпендикуляра к границе раздела двух сред, восстановленного из точки падения луча. При некотором угле падения, называемом предельным, γ = 90° и свет во вторую среду не проходит: sinαпред = n21.
Наблюдение полного внутреннего отражения. Предельный угол полного внутреннего отражения при переходе света из стекла в воздух. Демонстрация полного внутреннего отражения на границе "стекло-воздух" и измерение предельного угла; сравнение теоретического и экспериментального результата.
Изменение интенсивности отраженного луча при изменении угла падения. При полном внутреннем отражении от границы отражается 100% света (идеальное зеркало).
Примеры полного внутреннего отражения: фонарь на дне реки, кристаллы, оборотная призма (демонстрация), световод (демонстрация), светящийся фонтан, радуга.
Можно ли завязать узлом световой луч? Демонстрация с полипропиленовой трубкой, заполненной водой и лазерной указкой. Использование полного отражения в волоконной оптике. Передача информации с помощью лазера (Информации передается в 106 раз больше, чем с помощью радиоволн).
Ход лучей в треугольной призме: 
; 
.
; 
IV. Задачи:
1. Определить предельный угол полного внутреннего отражения для перехода света из алмаза в воздух.
2. Луч света падает под углом 300 к границе раздела двух сред и выходит под углом 150 к этой границе. Определите предельный угол полного внутреннего отражения.
3. Свет падает на равностороннюю треугольную призму из крона под углом 45° к одной из граней. Вычислите угол, под которым свет выходит из противоположной грани. Показатель преломления крона 1,5.
4. На одну из граней равносторонней стеклянной призмы с показателем преломления 1,5, падает луч света, перпендикулярно к этой грани. Вычислите угол между этим лучом и лучом, который вышел из призмы.
Вопросы:
1. Почему с моста лучше видно рыбу, плавающую в реке, чем с низкого берега?
2. Почему Солнце и Луна у горизонта кажутся овальными?
3. Почему блестят драгоценные камни?
4. Почему, когда едешь по сильно разогретому Солнцем шоссе, то иногда кажется, что видишь на дороге лужи?
5. Почему черный пластмассовый шарик в воде кажется зеркальным?
6. Ловец жемчуга выпускает на глубине изо рта оливковое масло и, блики на поверхности воды исчезают. Почему?
7. Почему град, образовавшийся в нижней части облака, темный, а образовавшийся в верхней части – светлый?
8. Почему закопченная стеклянная пластинка в стакане с водой кажется зеркальной?
V. Конспект
- Предложите проект гелиоконцентратора (солнечной печи), которые бывают коробчатые, комбинированные, параболические и с зеркалом зонтичного вида.
"В мире этом я знаю - нет счета сокровищам".
Л. Мартынов
Урок 62/12. ЛИНЗА
ЦЕЛЬ УРОКА: Ввести понятие - "линза". Познакомить учеников с разными типами линз; научить их строить изображение предметов в линзе.
ТИП УРОКА: Комбинированный.
ОБОРУДОВАНИЕ: Оптическая шайба с принадлежностями, набор линз, свеча, линзы на подставке, экран, диафильм "Построение изображения в линзах".
ПЛАН УРОКА:
1. Вступительная часть 1-2 мин
2. Опрос 15 мин
3. Объяснение 20 мин
4. Закрепление 5 мин
5. Задание на дом 2-3 мин
II.Опрос фундаментальный:
1. Преломление света.
2. Ход лучей в плоско-параллельной стеклянной пластинке и треугольной призме.
Задачи:
1. Какова кажущейся глубина реки для человека, смотрящего на лежащий на дне предмет, если угол, составляемый лучом зрения с перпендикуляром к поверхности воды, равен 700? Глубина 2 м.
2. В дно водоема глубиной 2 м вбита свая, на 0,5 м выступающая из воды. Найти длину тени от сваи на дне водоема при угле падения лучей 300.
3. 
Луч падает на плоскопараллельную стеклянную пластинку толщиной 3 см под углом 70°. Определите смещение луча внутри пластинки.
4. Луч света падает на систему из двух клиньев с преломляющим углом 0,02 рад и показателем преломления 1,4 и 1,7 соответственно. Определите угол отклонения луча такой системой.
5. Тонкий клин с углом 0,02 рад при вершине изготовили из стекла с показателем преломления 1,5 и опустили в бассейн с водой. Найдите угол отклонения луча, распространяющегося в воде и проходящего сквозь клин.
Вопросы:
1. Толченое стекло непрозрачно, но если его залить водой, оно становится прозрачным. Почему?
2. 
Почему мнимое изображение предмета (например, карандаша) при одном и том же освещении в воде получается менее ярким, чем в зеркале?
3. Почему барашки на гребнях морских волн белые?
4. Укажите дальнейший ход луча через треугольную стеклянную призму.
5. Что вы теперь знаете о свете?
III. Будем применять основные законы геометрической оптики к конкретным физическим объектам, получим формулы-следствия и с их помощью объясним принцип действия различных оптических объектов.
 |  | ||||
 | |||||
Линза – прозрачное тело, ограниченное двумя сферическими поверхностями (рисунок на доске). Демонстрации линз из набора. Основные точки и линии: центры и радиусы сферических поверхностей, оптический центр, оптическая ось, главная оптическая ось, главный фокус собирающей линзы, фокальная плоскость, фокусное расстояние, оптическая сила линзы (демонстрации). Фокус – от латинского слова focus – очаг, огонь.
Собирающая линза (F >0). Схематическое изображение собирающей линзы на рисунке. Построение в собирающей линзе изображения точки, не лежащей на главной оптической оси. Замечательные лучи.
Как построить изображение точки в собирающей линзе, если эта точка лежит на главной оптической оси?
Построение изображения предмета в собирающей линзе (крайние точки).
Предмет расположен за двойным фокусным расстоянием собирающей линзы. Где и какое изображение предмета мы получим (построение изображения предмета на доске). Можно ли изображение зафиксировать на пленке? Да! Действительное изображение предмета.
Где и какое изображение предмета мы получим, если предмет расположен на двойном фокусном расстоянии от линзы, между фокусом и двойным фокусом, в фокальной плоскости, между фокусом и линзой.
Вывод:Собирающая линза может давать: а) действительное уменьшенное, увеличенное или равное предмету изображение; мнимое увеличенное изображение предмета.
Схематическое изображение рассеивающих линз на рисунках ( F<0 ). Построение изображения предмета в рассеивающей линзе. Какое изображение предмета мы получаем в рассеивающей линзе?
Вопрос: Если ваш собеседник носит очки, то, как установить, с какими линзами эти очки - собирающими или рассеивающими?
Историческая справка:Линза А. Лавуазье имела диаметр 120 см и толщину в средней части 16 см, заполнялась 130 л спирта. С ее помощью удалось расплавить золото.
IV. Задачи:
1. Построить, изображение предмета АВ в собирающей линзе (Рис.1).
2. На рисунке показано положение главной оптической оси линзы, светящаяся точка А и ее изображение 
(Рис. 2). Найдите положение линзы и постройте изображение предмета ВС.
3. На рисунке показана собирающая линза, ее главная оптическая ось, светящаяся точка S и ее изображение S' (Рис. 3). Определите построением фокусы линзы.
4. На рисунке 4 штриховой линией показана главная оптическая ось линзы и ход произвольного луча через неё. Построением найдите главные фокусы этой линзы.
Вопросы:
1. Можно ли с помощью лампочки и собирающей линзы изготовить прожектор?
2. Как, используя в качестве источника света Солнце, определить фокусное расстояние линзы?
3. Из двух часовых стекол склеили "выпуклую линзу". Как будет действовать эта линза на пучок лучей в воде?
4. Можно ли с помощью топора на Северном полюсе зажечь огонь?
5. Почему у линзы два фокуса, а у сферического зеркала только один?
6. Увидим ли мы изображение, если будем смотреть через собирающую линзу на предмет, помещенный в ее фокальной плоскости?
7. На каком расстоянии нужно поставить собирающую линзу от экрана, чтобы его освещенность не изменилась?
V. §§ 68-70 Упр. 37 - 39. Задачи для повторения № 68 и № 69.
1. Заполните пустую бутылку наполовину исследуемой жидкостью и, положив горизонтально, измерьте фокусное расстояние этой плоско-выпуклой линзы. Воспользовавшись соответствующей формулой, найдите показатель преломления жидкости.
"И пламенный полет твоего духа довольствуется изображениями и подобиями".
Гете
Урок 63/13. ФОРМУЛА ЛИНЗЫ
ЦЕЛЬ УРОКА: Вывести формулу линзы и научить учащихся применять ее при решении задач.
ТИП УРОКА: Комбинированный.
ОБОРУДОВАНИЕ: Набор линз и зеркал, свеча или лампочка, экран белый, модель линзы.
ПЛАН УРОКА:
1. Вступительная часть 1-2 мин
2. Опрос 10 мин
3. Объяснение 20 мин
4. Закрепление 10 мин
5. Задание на дом 2-3 мин
II.Опрос фундаментальный:
1. Линза.
2. Построение изображения предмета в линзе.
Задачи:
1. Дан ход луча через рассеивающую линзу (Рис. 1). Найти построением фокус.
2. Постройте изображение предмета АВ в собирающей линзе (Рис. 2).
3.
 | |||||
 |  | ||||
На рисунке 3 показано положение главной оптической оси линзы, источник S и его изображение
. Найдите положение линзы и постройте изображение предмета АВ.
4. Найти фокусное расстояние двояковыпуклой линзы с радиусом кривизны 30 см, изготовленной из стекла с показателем преломления 1,5. Чему равна оптическая сила линзы?
5. Луч света падает на рассеивающую линзу под углом 0,05 рад к главной оптической оси и, преломившись в ней на расстоянии 2 см от оптического центра линзы, выходит под тем же углом относительно главной оптической оси. Найдите фокусное расстояние линзы.
Вопросы:
1. Может ли плоско-выпуклая линза рассеивать параллельные лучи?
2. Как изменится фокусное расстояние линзы, если температура ее повысится?
3. Чем толще двояковыпуклая линза в центре по сравнению с краями, тем короче ее фокусное расстояние при заданном диаметре. Объясните.
4. 
Края линзы обрезали. Изменилось ли при этом ее фокусное расстояние (доказать построением)?
5. Постройте ход луча за рассеивающей линзой (Рис. 1)?
6. Точечный источник находится на главной оптической оси собирающей линзы. В какую сторону сместится изображение этого источника, если линзу повернуть на некоторый угол относительно оси, лежащей в плоскости линзы и проходящей через ее оптический центр?
III.
|
|
;
 |
Что можно определить c помощью формулы линзы? Экспериментальное измерение фокусного расстояния линзы в сантиметрах (измерение d и f, вычисление F).
Модель линзы и формула линзы. Исследовать с помощью формулы линзы и модели линзы все случаи с демонстрациями. Результат в таблицу:
| d | 
| d = 2F | F < d < 2F | d = F | d < F |
| f | 
| 2F | f > 2F | 
| f < 0 |
| изображение |
Г = 1/(d/F – 1). 1) d = F, Г→∞. 2) d = 2F, Г = 1. 3) d→∞, Г→0. 4) d = 
F, Г = - 2.
Если линза рассеивающая, то куда ставить перекладину? Каким будет изображение предмета в этой линзе?
Способы измерения фокусного расстояния собирающей линзы:
1. Получение изображения удаленного предмета: , .
2. Если предмет в двойном фокусе d = 2F, то d = f, а F = d/2.
3. С помощью формулы линзы.
4. С помощью формулы 
.
5. С использованием плоского зеркала.
Практические применения линз: можно получить увеличенное действительное изображение предмета (диапроектор), уменьшенное действительное и сфотографировать его (фотоаппарат), получать увеличенное и уменьшенное изображение (телескоп и микроскоп), фокусировать солнечные лучи (гелиостанция).
IV.Задачи:
1. При помощи линзы, фокусное расстояние которой 20 см, получено изображение предмета на экране, удаленном от линзы на 1 м. На каком расстоянии от линзы находится предмет? Каким будет изображение?
2. Расстояние между предметом и экраном равно 120 см. Где нужно поместить собирающую линзу с фокусным расстоянием 25 см, чтобы на экране получить отчетливое изображение предмета?
V. § 71 Задание 16
1. Предложите проект измерителя фокусного расстояния очковых линз. Измерьте фокусное расстояние рассеивающей линзы.
2. Измерьте диаметр проволоки, из которой изготовлена спираль в лампе накаливания (лампа при этом должна оставаться целой).
3. Капля воды на стекле или водяная пленка, затягивающая проволочную петлю, работают как линзы. Убедитесь в этом, рассматривая через них точки, мелкие предметы, буквы.
4. С помощью собирающей линзы и линейки измерьте угловой диаметр Солнца.
5. Как надо расположить две линзы, одна из которых собирающая, а другая рассеивающая, чтобы пучок параллельных лучей, пройдя через обе линзы, остался параллельным?
6. Рассчитайте фокусное расстояние лабораторной линзы, а затем измерьте его экспериментально.
"Если человек будет рассматривать буквы или другие мелкие предметы с помощью стекла или другого прозрачного тела, расположенного над буквами, и если это тело будет шаровым сегментом, ... то буквы кажутся больше".
Роджер Бэкон
Урок 64/14. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 11: «ИЗМЕРЕНИЕ ФОКУСНОГО РАССТОЯНИЯ И ОПТИЧЕСКОЙ СИЛЫ СОБИРАЮЩЕЙ ЛИНЗЫ».
ЦЕЛЬ УРОКА: Научить учащихся измерять фокусное расстояние и оптическую силу собирающей линзы.
ТИП УРОКА: Лабораторная работа.
ОБОРУДОВАНИЕ: Собирающая линза, экран, лампочка на подставке с колпачком (свеча), измерительная лента (линейка), блок питания, два провода.
ПЛАН РАБОТЫ:
1. Вступительная часть 1-2 мин
2. Краткий инструктаж 5 мин
3. Выполнение работы 30 мин
4. Подведение итогов 5 мин
5. Задание на дом 2-3 мин
II.Фокусное расстояние собирающей линзы можно измерить разными способами:
1. Измерить расстояние от предмета до линзы и от линзы до изображения, по формуле линзы можно рассчитать фокусное расстояние: 
.
2. Получив на экране изображение удаленного источника света ( ),
непосредственно измеряем фокусное расстояние линзы ( ).
3. Если предмет помещен на двойном фокусном расстоянии от линзы, то изображение также находится на двойном фокусном расстоянии (добившись равенства d и f, непосредственно измеряем фокусное расстояние линзы).
4. Зная среднее фокусное расстояние линзы и расстояние от предмета до линзы ( d ), необходимо рассчитать расстояние от линзы до изображения предмета ( fт ) и сравнить его с полученным экспериментально ( fэ ).
III. Ход работы:
| № п/п | d, м | f, м | F, м | Fср, м | Д, ср | Характер изображения | ||
| 1. | ||||||||
| 2. | ||||||||
| 3. | ||||||||
| 4. | fэ | fт | 
| 
| ||||
Дополнительное задание: Измерить фокусное расстояние рассеивающей линзы: D = D1 + D2.
Дополнительное задание: Измерьте фокусное расстояние линзы другими способами.
IV.Подведение итогов.
V.Предложите проект солнечной водонагревательной установки с естественной и принудительной циркуляцией.
"Всякая последовательно развивающаяся наука только потому и растет,
что она нужна человеческому обществу".
С.И. Вавилов
Урок 65/15. ПРОЕКЦИОННЫЙ АППАРАТ. ФОТОАППАРАТ.
ЦЕЛЬ УРОКА: Познакомить учеников с некоторыми из практических применений линз.
ТИП УРОКА: Комбинированный.
ОБОРУДОВАНИЕ: Проекционный аппарат, фотоаппарат.
ПЛАН УРОКА:
1. Вступительная часть 1-2 мин
2. Опрос 10 мин
3. Объяснение 20 мин
4. Закрепление 10 мин
5. Задание на дом 2-3 мин
II.Опрос фундаментальный:
1. Формула линзы.
2. Измерение фокусного расстояния линзы.
Задачи:
1. На каком расстоянии от линзы с фокусным расстоянием 12 см надо поставить предмет, чтобы его действительное изображение было больше втрое самого предмета?
2. Предмет находится на расстоянии 12 см от двояковогнутой линзы с фокусным расстоянием 10 см. Определить, на каком расстоянии от линзы находится изображение предмета? Каким оно будет?
Вопросы:
1. Имеются две одинаковые сферические колбы и настольная лампа. Известно, что в одной колбе вода, в другой – спирт. Как определить содержимое сосудов, не прибегая к взвешиванию?
2.
 |
Диаметр Солнца в 400 раз больше диаметра Луны. Почему же их видимые размеры почти одинаковы?
3. Расстояние между предметом и его изображением, создаваемым тонкой линзой, равно 0,5 F, где F – фокусное расстояние линзы. Какое это изображение – действительное или мнимое?
4. С помощью линзы на экране получено перевернутое изображение пламени свечи. Изменятся ли линейные размеры этого изображения, если часть линзы заслонить листом картона (доказать построением).
5. Определить построением положение светящейся точки, если два луча после преломления в линзе идут так, как изображено на рисунке 1.
6. Даны предмет АВ и его изображение 
. Определите тип линзы, найдите ее главную оптическую ось и положение фокусов (Рис. 2).
7. В плоском зеркале получено мнимое изображение Солнца. Можно ли этим "мнимым Солнцем" прожечь бумагу с помощью собирающей линзы?
III. Проекционный аппарат – устройство, предназначенное для получения действительного и увеличенного изображения предмета. Оптическая схема проекционного аппарата на доске. На каком расстоянии от линзы объектива надо поместить полупрозрачный предмет, чтоб его действительное изображение было во много раз больше самого предмета? Как необходимо изменить расстояние от предмета до линзы объектива, если расстояние от проекционного аппарата до экрана увеличивается, уменьшается?