Определение оптической силы и фокусного расстояния собирающей линзы конспект

Обновлено: 03.07.2024

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Урок № 25 Предмет физика класс 11, дата______

Тип урока : урок совершенствования и развития знаний и умений и навыков

Цель работы: определить фокусное расстояние и оптическую силу собирающей линзы.

Методическая цель урока:

Создать условия для изучения особенностей собирающей линзы

1.Формирование познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей учащихся;

2. развитие самостоятельности в приобретении новых знаний и практических умений;

3.формирование умений воспринимать, анализировать и перерабатывать полученную информацию в соответствии с поставленными задачами, выделять основное содержание прочитанного текста, находить в нем ответы на поставленные вопросы и излагать его;

4.Формирование умений работать в группе, представлять и отстаивать свои взгляды и убеждения.

Результаты проведенной работы

Обучающиеся должны знать:

Понятия фокусного расстояния и оптической силы линз

Обучающиеся должны уметь:

Определять оптическую силу и фокусное расстояние собирающей линзы

Используемое оборудование :

линейка, два прямоугольных треугольника, длиннофокусная собирающая линза, лампочка на подставке с колпачком, содержащим букву, источник тока, ключ, соединительные провода, экран, направляющая рейка.

1. Организационный момент : приветствие, перекличка, рабочий настрой, мотивационный аспект начала урока.

2. Актуализация опорных знаний (Мобилизующее начало урока): Вступление. Фронтальный опрос по теме прошлого урока.

3. Основной этап урока (Познавательно-операционная часть урока):

Лабораторная работа № 5

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.

Тренировочные задания и вопросы

Линзой называется _____
Тонкая линза – это _____
Покажите ход лучей после преломления в собирающей линзе

Запишите формулу тонкой линзы.
Оптическая сила линзы – это _____ D= ______
Как изменится фокусное расстояние линзы, если температура ее повысится?
При каком условии изображение предмета, получаемое с помощью собирающей линзы, является мнимым?
Источник света помещен в двойной фокус собирающей линзы, фокусное расстояние которой F = 2 м. На каком расстоянии от линзы находится его изображение?
Постройте изображение в собирающей линзе.

Дайте характеристику полученному изображению.

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

6. При неизменном d повторите опыт еще 2 раза, каждый раз заново получая резкое изображение. f, f

Урок формирует умения экспериментального нахождения физической величины с использованием формул, характеризующих данное явление – пользуясь формулой линзы, определить её фокусное расстояние.

Описание разработки

Цели урока:

Образовательные: сформировать умения экспериментального нахождения физической величины с использованием формул, характеризующих данное явление – пользуясь формулой линзы, определить её фокусное расстояние; продолжить работу по формированию умений делать выводы и оформлению результатов в виде таблиц;

Воспитательные: формирование убеждённости в получении правильного результата при использовании модельных представлений в познаваемости окружающего мира;

Развивающие: заканчивая выполнение лабораторных работ указать на основной метод научного познания, применяемый нами при их выполнении. Теория – вывод – опыт Úтеоретический метод.

Основной материал: Лабораторная работа. Решение задач.

Организация деятельности учащихся.

1. Организационный момент. Мотивация учебной деятельности.

Ставится цель урока, намечаются пути её достижения и указываются критерии её достижения.

2. Проверка домашнего задания.

Тест 30 по уроку 62. 1.

Работа выполняется согласно описанию в учебнике.

Цель: научиться получать различные изображения при помощи собирающей линзы.

Оборудование: собирающая линза, экран, электрическая лампа с колпачком в котором сделана прорезь, источник тока, измерительная лента, направляющая линейка.

Правила техники безопасности. Внимательно прочитайте правила и распишитесь в том, что обязуетесь их выполнять.

Будьте осторожны при работе с линзами. Не давите на поверхность линз руками, не роняйте их на пол, не прикладывайте линзы к глазам.

С правилами ознакомлен(а), обязуюсь выполнять.

Положите на стол направляющую линейку, у конца которой установите экран.

Между окном и экраном установите линзу. Перемещайте линзу вдоль направляющей линейки до тех пор, пока не получите на экране изображение окна. Измерьте расстояние от линзы до изображения – это будет фокусное расстояние линзы F (оно будет тем точнее, чем дальше находится линза от окна). Отметьте на линейке фокусное расстояние линзы F.

Последовательно располагайте лампу на различных расстояниях d от линзы:

Каждый раз наблюдайте полученное изображение нити накала лампы. Измеряйте в каждом случае расстояние от лампы до линзы d, от линзы до изображения f. Запишите в таблицу, каким будет изображение в каждом случае: увеличенное - уменьшенное; действительное - мнимое; прямое – обратное (перевернутое).

Весь материал - смотрите документ.

Содержимое разработки

ПОУРОЧНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ УРОКОВ ФИЗИКИ.

Лабораторная работа №9

Булынский Анатолий Николаевич, учитель физики

Цели урока: Образовательные: сформировать умения экспериментального нахождения физической величины с использованием формул, характеризующих данное явление – пользуясь формулой линзы, определить её фокусное расстояние; продолжить работу по формированию умений делать выводы и оформлению результатов в виде таблиц;

Развивающие: заканчивая выполнение лабораторных работ указать на основной метод научного познания, применяемый нами при их выполнении. Теория – вывод – опыт теоретический метод.

Основной материал: Лабораторная работа. Решение задач.

Организация деятельности учащихся.

1. Организационный момент. Мотивация учебной деятельности.

Ставится цель урока, намечаются пути её достижения и указываются критерии её достижения.
2. Проверка домашнего задания.

Тест 30 по уроку 62.1.

Цель: научиться получать различные изображения при помощи собирающей линзы.

Оборудование: собирающая линза, экран, электрическая лампа с колпачком в котором сделана прорезь, источник тока, измерительная лента, направляющая линейка.

Правила техники безопасности. Внимательно прочитайте правила и распишитесь в том, что обязуетесь их выполнять.

С правилами ознакомлен(а), обязуюсь выполнять.

Ход работы.

Положите на стол направляющую линейку, у конца которой установите экран.

Последовательно располагайте лампу на различных расстояниях d от линзы:

1) d F; 2) F d F; 3) d 2F.

Цели урока:

выяснить что такое линза, провести их классификацию, ввести понятия: фокус, фокусное расстояние, оптическая сила, линейное увеличение;
продолжить развитие умений решать задачи по теме.

Ход урока

Пою перед тобой в восторге похвалу
Не камням дорогим, ни злату, но СТЕКЛУ.

М.В. Ломоносов

В рамках данной темы вспомним, что такое линза; рассмотрим общие принципы построения изображений в тонкой линзе, а также выведем формулу для тонкой линзы.

Ранее познакомились с преломлением света, а также вывели закон преломления света.

Проверка домашнего задания

2) фронтальный опрос (см. презентацию)

1.На каком из рисунков правильно показан ход луча, проходящего через стеклянную пластину, находящуюся в воздухе?

2. На каком из приведённых ниже рисунков правильно построено изображение в вертикально расположенном плоском зеркале?

3.Луч света переходит из стекла в воздух, преломляясь на границе раздела двух сред . Какое из направлений 1–4 соответствует преломленному лучу?

4. Котёнок бежит к плоскому зеркалу со скоростью V = 0,3 м/с. Само зеркало движется в сторону от котёнка со скоростью u = 0,05 м/с . С какой скоростью котёнок приближается к своему изображению в зеркале?

Изучение нового материала

Вообще, слово линза — это слово латинское, которое переводится как чечевица. Чечевица — это растение, плоды которого очень похожи на горох, но горошины не круглые, а имеют вид пузатых лепешек. Поэтому все круглые стекла, имеющие такую форму, и стали называть линзами.

Линза Нимруда

В свою очередь выпуклые линзы делятся на три вида — плоско выпуклые, двояковыпуклые и вогнуто-выпуклая; а вогнутые линзы подразделяются на плосковогнутые, двояковогнутые и выпукло-вогнутые.

Любую выпуклую линзы можно представить в виде совокупностей плоскопараллельной стеклянной пластинки в центре линзы и усеченных призм, расширяющихся к середине линзы, а вогнутую — как совокупностей плоскопараллельной стеклянной пластинки в центре линзы и усеченных призм, расширяющихся к краям.

Известно, что если призма будет сделана из материала, оптически более плотного, чем окружающая среда, то она будет отклонять луч к своему основанию. Поэтому параллельный пучок света после преломления в выпуклой линзе станет сходящимся (такие называются собирающими), а в вогнутой линзе наоборот, параллельный пучок света после преломления станет расходящимся (поэтому такие линзы называются рассеивающими).

Для простоты и удобства, будем рассматривать линзы, толщина которых пренебрежимо мала, по сравнению с радиусами сферических поверхностей. Такие линзы называют тонкими линзами. И в дальнейшем, когда будем говорить о линзе, всегда будем понимать именно тонкую линзу.

Для условного обозначения тонких линз применяют следующий прием: если линза собирающая, то ее обозначают прямой со стрелочками на концах, направленными от центра линзы, а если линза рассеивающая, то стрелочки направлены к центру линзы.

Условное обозначение собирающей линзы

Условное обозначение рассеивающей линзы

Оптический центр линзы — это точка, пройдя через которую лучи не испытывают преломления.

Любая прямая, проходящая через оптический центр линзы, называется оптической осью.

Оптическую же ось, которая проходит через центры сферических поверхностей, которые ограничивают линзу, называют главной оптической осью.

Точка, в которой пересекаются лучи, падающие на линзу параллельно ее главной оптической оси (или их продолжения), называется главным фокусом линзы. Следует помнить, что у любой линзы существует два главных фокуса — передний и задний, т.к. она преломляет свет, падающий на нее с двух сторон. И оба этих фокуса расположены симметрично относительно оптического центра линзы.

Собирающая линза

Рассеивающая линза

Расстояние от оптического центра линзы до ее главного фокуса, называется фокусным расстоянием.

Фокальная плоскость — это плоскость, перпендикулярная главной оптической оси линзы, проходящая через ее главный фокус.
Величину, равную обратному фокусному расстоянию линзы, выраженному в метрах, называют оптической силой линзы. Она обозначается большой латинской буквой D и измеряется в диоптриях (сокращенно дптр).

Впервые, полученную нами формулу тонкой линзы, вывел Иоганн Кеплер в 1604 году. Он изучал преломления света при малых углах падения в линзах различной конфигурации.

Линейное увеличение линзы — это отношение линейного размера изображения к линейному размеру предмета. Обозначается оно большой греческой буквой G.

Простейший способ измерения оптической силы линзы основан на формуле тонкой линзы:

, где D – оптическая сила линзы, F – фокусное расстояние линзы, d – расстояние от линзы до объекта, f – расстояние от линзы до изображения. С помощью собирающей линзы получив изображение пламя свечи на экране и измерив расстояние d от линзы до предмета и расстояние f до изображения можно рассчитать фокусное расстояние линзы и оптическую силу линзы.

Лабораторная работа №5

Определение оптической силы и фокусного расстояния собирающей линзы

Цель: определить оптическую силу и фокусное расстояние собирающей линзы

Оборудование: длиннофокусная собирающая линза, свеча, экран, линейка.

Простейший способ измерения оптической силы линзы основан на формуле тонкой линзы:

Порядок выполнения работы:

1.Соберите установку по схеме:

А –свеча, Б - собирающая линза, В –экран.

2.Перемещая линзу вдоль измерительной рейки, найдите такое ее положение относительно источника света, при котором на экране получается четкое изображение пламя свечи.

3.Измерьте расстояние от источника света до линзы и от линзы до экрана. Результаты измерений занесите в таблицу №1.

4.При неизменном d, повторите опыт два раза, каждый раз заново получая резкое изображение. Результаты измерений занесите в таблицу №1.

5.Вычислите по формуле: , результат занесите в таблицу №1.

6.Вычислите ; ; .

7.Вычислите по формуле: , результат занесите в таблицу №1.

8.Вычислите по формуле: , результат занесите в таблицу №1.

9.Вычислите абсолютную погрешность измерения оптической силы линзы по формуле:

, где (h –толщина линзы), .

10.Запишите результат в форме:

Дополнительное задание:

1.Источник света помещен в двойной фокус собирающей линзы, фокусное расстояние которой F = 2 м. На каком расстоянии от линзы находится его изображение?

Читайте также: