Конспект урока физики на тему: Решение задач по теме "Линзы. Построение изображений в тонкой линзе. Формула линзы".

Заплани-

рованные этапы урока, время

Деятельность, запланированная на уроке

Ресурсы

Начало урока

Орг. момент.

Проверка домашнего задания.

Вводная беседа.

Повторить определения главной и побочной оптических осей линзы, фокуса, фокальной плоскости, свойства основных лучей при построении изображений в тонких линзах, формулу тонкой линзы (собирающей и рассеивающей), определение оптической силы линзы, увеличения линзы.

Качественные задачи

1.      С помощью собирающей линзы на экране получено действительное изображение предмета с увеличением Г₁. Не изменяя положение линзы, поменяли местами предмет и экран. Каким окажется увеличение Г₂ в этом случае?

2.      Как надо расположить две собирающие линзы с фокусными расстояниями F₁ и F₂, чтобы параллельный пучок света, пройдя через них, остался параллельным?

3.      Объясните, почему для того, чтобы получить четкое изображение предмета, близорукий обычно щурит глаза?

4.      Как изменится фокусное расстояние линзы, если ее температура повысится?

Презентация

Середина урока

https://docs.google.com/document/d/13AF0MtPCehJV05EmmSpYQOCuA8tsHEVaWBZfgtrfqbI/edit

Примеры решения расчетных задач

Задача 1. Заданы главная оптическая ось линзы NN, положение источника S и его изображения S´. Найдите построением положение оптического центра линзы С и ее фокусов для трех случаев (рис. 1).

Решение:

Для нахождения положения оптического центра С линзы и ее фокусов F используем основные свойства линзы и лучей, проходящих через оптический центр, фокусы линзы или параллельно главной оптической оси линзы.

Случай 1. Предмет S и его изображение расположены по одну сторону от главной оптической оси NN (рис. 2).

Проведем через S и S´ прямую (побочную ось) до пересечения с главной оптической осью NN в точке С. Точка Сопределяет положение оптического центра линзы, расположенной перпендикулярно оси NN. Лучи, идущие через оптический центр С, не преломляются. Луч SA, параллельный NN, преломляется и идет через фокус F и изображение S´, причем через S´ идет продолжение луча SA. Это значит, что изображение S´ в линзе является мнимым. Предмет S расположен между оптическим центром и фокусом линзы. Линза является собирающей.

Случай 2. Проведем через S и S´ побочную ось до пересечения с главной оптической осью NN в точке С - оптическом центре линзы (рис. 3).

Луч SA, параллельный NN, преломляясь, идет через фокус F и изображение S´, причем через S´ идет продолжение луча SA. Это значит, что изображение мнимое, а линза, как видно из построения, рассеивающая.

Случай 3. Предмет S и его изображение лежат по разные стороны от главной оптической оси NN (рис. 4).

Соединив S и S´, находим положение оптического центра линзы и положение линзы. Луч SA, параллельный NN, преломляется и через фокус F идет в точку S´. Луч через оптический центр идет без преломления. 
Задача 2. На рис. 5 изображен луч АВ, прошедший сквозь рассеивающую линзу. Постройте ход луча падающего, если положение фокусов линзы известно.

Решение:

Продолжим луч АВ до пересечения с фокальной плоскостью РР в точке F´ и проведем побочную ось ОО через F´ и С (рис. 6).

Луч, идущий вдоль побочной оси ОО, пройдет, не меняя своего направления, луч DA, параллельный ОО, преломляется по направлению АВ так, что его продолжение идет через точку F´. 

Задача 3. Высота пламени свечи 5 см. Линза дает на экране изображение этого пламени высотой 15 см. Не трогая линзы, свечу отодвинули на l = 1,5 см дальше от линзы и, придвинув экран, вновь получили резкое изображение пламени высотой 10 см. Определите главное фокусное расстояние F линзы и оптическую силу линзы в диоптриях.

Решение: Применим формулу тонкой линзы , где d - расстояние от предмета до линзы, f - расстояние от линзы до изображения, для двух положений предмета:

, (1)

. (2)

Из подобных треугольников АОВ и A₁OB₁ (рис. 8) поперечное увеличение линзы будет равно  = , откуда f₁ = Γ₁d₁.

Аналогично для второго положения предмета после передвижения его на l: , откуда f₂ = (d₁ + l)Γ₂.
Подставляя f₁ и f₂ в (1) и (2), получим:

 . (3)
Из системы уравнений (3), исключив d₁, находим

.
Оптическая сила линзы

 дптр.

Ответ: ,  дптр. 

Ссылка 1.

Презентация

Закрепление:

Задача 4. Предмет высотой 3 сантиметра находится на расстоянии 40 сантиметров от собирающей тонкой линзы. Определить высоту изображения, если известно, что оптическая сила линзы составляет 4 диоптрии.

Задача 5. Перед тонкой собирающей линзой поместили предмет, в результате такого размещения увеличение получилось равным 2. Когда предмет передвинули относительно линзы, то увеличение стало равно 10. Определить на сколько передвинули предмет и в каком направлении, если первоначальное расстояние от линзы до предмета составляло 6 сантиметров.

Презентация

Конец урока

Рефлексия

Рефлексия «+, -, интересно».

- Понравился ли вам урок?

- Что было трудным для вас?

- Что вам больше понравилось?

Слайд

Домашнее задание:

1.      Составить конспект.

2.      Решить задачи:

1)     Точечный источник света находится в главном фокусе рассеивающей линзы (F=10 см). На каком расстоянии будет находиться его изображение?

2)     Собирающая линза находится на расстоянии 1 м от лампы накаливания и дает изображение ее спирали на экране на расстоянии 0,25 м от линзы. Найдите фокусное расстояние линзы.

3)     Плоско-вогнутая линза имеет радиус кривизны 20 см. Найдите фокусное расстояние и ее оптическую силу.

3.      Подготовить сообщение «Глаз как оптическая система. Дефекты зрения».

Слайд  

№

Выполненное задание:

Баллы

1.       

Составить конспект с чертежами.

30

2.       

Решить задачи.

30

3.       

Подготовить сообщение «Глаз как оптическая система. Дефекты зрения».

40