Урок - исследование : " Изображение полученное с помощью собирающей линзы "

Тема урока: «Исследование изображений, полученных с помощью собирающей линзы».

Цели урока:

• Образовательные: повторить приемы построения изображения в собирающих линзах; вывести формулу тонкой линзы; научиться применять формулы для практического определения фокусного расстояния и оптической силы линзы.

• Развивающие:развитие творческих способностей учащихся в рамках исследовательской работы, формирование умения анализировать, устанавливать связи между элементами содержания ранее изученного материала; вырабатывать наблюдательность, навыки и культуру проведения физического эксперимента, учить делать выводы по результатам, способствовать развитию самостоятельности

Оборудование: 2 собирающие линзы, осветительс ширмой и прорезью в форме стрелки, персональный компьютер, проектор, экраны.

Ход урока.

1. Организационный момент.

2. Демонстрация проблемного опыта и проверка домашнего задания.

1. Через отверстие, проделанное в ширме, светят фонариком на горизонтально лежащий белый лист бумаги. На пути луча света помещают расческу и линзу (сначала собирающую, а затем рассеивающую). Просят учащихся объяснить явление.

Параллельный пучок лучей, падающих на собирающую линзу, преломляясь, проходит через фокус линзы.(Слайд 2)

Параллельный пучок лучей, падающих на рассеивающую линзу, расходится, а их продолжение пересекается в точке фокуса (у рассеивающей линзы фокус мнимый). (Слайд 3)

2. Как пойдут лучи, падающие на собирающую линзу параллельно главной оптической оси, проходящие через оптический центр линзы, проходящие через фокус линзы? (Слайд 4)

3. Как пойдут лучи, падающие на собирающую линзу параллельно побочной оптической оси? (Слайд 5)

Работа в группах.

Задание 1 группе:Построить изображение предмета, находящегося за двойным фокусом и в двойном фокусе собирающей линзы

Задание 2 группе:Построить изображение предмета, находящегося между двойным фокусом и фокусом линзы, а также в фокусе собирающей линзы.

Задание 3 группе:Построить изображение предмета, находящегося между фокусом и линзой в двух положениях.

Охарактеризовать получившееся изображение.

Данные результатов исследований заносим в таблицу и проецируем на экран. (Слайд 6).

Из полученной таблицы видно, что по мере приближения предмета к линзе размер изображения увеличивается. Можно ли сказать, что размер изображения обратно пропорционален расстоянию от предмета до линзы.

Нельзя! Потому что, во-первых при d=F изображения нет совсем, а во-вторых при дальнейшем приближении к линзе, на расстояниях меньших фокусного изображение снова уменьшается.

Мы рассмотрели всего несколько случаев расположения предмета относительно линзы. Этих данных недостаточно, чтобы четко определить характер зависимости размера изображения и его расположения относительно линзы от расположения предмета. Для этого нужно найти функциональную зависимость между этими параметрами. А затем, последовательно вычислять значения зависимой переменной, изменяя независимую переменную при каждом шаге на небольшое приращение.

Значит, нужно найти зависимость между размером изображения, размером предмета, расстоянием от предмета до линзы и расстоянием от линзы до изображения (Слайд 7). Из подобия желтых треугольников: (1).Запишем эту формулу на доске.

Достаточно ли этой формулы для нахождения зависимости размера изображения от расстояния предмета до линзы?

Не достаточно. Поскольку расстояние от изображения до линзы(f )зависит от расстояния между линзой и предметом( d ).

Значит, нужно искать зависимость f(d). Давайте займемся этим вопросом.

(Слайд 8).

Из подобия двух пар треугольников, закрашенных одинаковым цветом, имеем: и . Левые части этих уравнений равны, значит равны и правые части: .

Упрощая это выражение, получаем:

, разделив это выражение на произведениеdfF,получим формулу тонкой линзы:

Из полученной формулы выражаем f: (2)

Работа в группах.

Задание 1 и 2 группе: Измерить фокусное расстояние и оптическую силу собирающих линз, установленных на демонстрационном столе и дающих на экране изображение стрелки. (для 1 группы предмет помещен между фокусом и двойным фокусом линзы, а для второй – за двойным фокусом).

После выполнения задания проверяем результаты, получая с помощью линзы уменьшенное изображение окна на противоположной стене. Так как расстояние от окна до линзы значительно больше ее двойного фокусного расстояния, то изображение размещается почти в фокусе линзы. Измеряем это расстояние, и сравниваем с результатом, полученным учащимися.

Подводим итоги урока, выставляем оценки и даем домашнее задание:

Домашнее задание: п 60 –п 61