Лабораторная работа по теме "Определение фокусного расстояния собирающей линзы"

МИНИСТЕРСТВО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ И ЗАНЯТОСТИ НАСЕЛЕНИЯ ПРИМОСКОГО КРАЯ ФИЛИАЛ КРАЕВОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ «УССУРИЙСКИЙ АГРОПРОМЫШЛЕННЫЙ КОЛЛЕДЖ» В ХАНКАЙСКОМ РАЙОНЕ

Методическая разработка лабораторной работы

Тема: «Изучение изображений в собирающей линзе.

Определение фокусного расстояния собирающей линзы».

 Преподаватель физики: Рыжих Т. М.

Тема:  Лабораторная работа «Изучение изображений в собирающей линзе.

Определение фокусного расстояния собирающей линзы».

Тип урока: совершенствование знаний и умений.

Вид урока: виртуальная лабораторная работа

Методическое обеспечение практикума: компьютерный класс, сайт https://phet.colorado.edu/sims/html/geometric-optics-basics/latest/geometric-optics-basics_all.html

 компьютер, проектор, инструкционные карты. Презентация к работе по теме: «Изучение изображений в собирающей линзе».

 Технологии урока: комбинация практико-ориентированной деятельности  студента, с организацией  исследовательской работы с применением электронных образовательных ресурсов.

 Методы:  практические, исследовательские, словесные, графические.

Межпредметная связь: информатика, английский язык, математика, биология, астрономия.

Цели урока:

1.      Образовательные: научиться применять теоретические знания темы, законы, формулы для решения экспериментальных, качественных и количественных задач.

2.       Развивающие. Развивать:

- Познавательный интерес к физике, используя данные о проявлении изучаемых явлений в окружающей  жизни;

 -Умения четко, кратко и исчерпывающе излагать свои мысли и выводы в отчёте по работе;

-  Экспериментальные умения: проводить  эксперимент с помощью интерактивных моделей; производить необходимые измерения и наблюдения; делать выводы по результатам эксперимента;

-Мыслительные компетенции: анализировать условия задач; уметь объяснять результаты и выводы с помощью законов физики; развивать логическое мышление;

-Вычислительные умения: пользоваться калькулятором при вычислении физических величин; считать абсолютные и относительные погрешности.

3. Воспитательные:  воспитывать умения работать в паре на компьютере с интерактивной моделью, отстаивать свою точку зрения; воспитывать усидчивость, умение преодолевать трудности, аккуратность при выполнении заданий, силу воли, настойчивость, упорство.

Техника безопасности: аккуратное обращение с компьютером, инструкционными картами

План занятия.

1        Организационный момент.

2        Сообщение правил техники безопасности.

3        Мотивирование на учебную деятельность.

Обсуждение вопросов:

- Как называется прибор в астрономии для наблюдения за звёздами? Какой основной элемент этого устройства?

- Что такое лупа и для чего она используется?

-  Если рассматривать глаз, как оптическую систему, то какая роль отводится в этой системе хрусталику? Как вы думаете, какой линзой является хрусталик?

 - Для чего служит микроскоп? Какой основной элемент этого устройства?

4. Сделать вывод:  основным элементом всех перечисленных устройств является линза, с помощью которой получаются изображения предметов.

5. Сообщение целей и темы  урока.

6.                  Выполнение лаборатоной работы по инструкционной карте:

-  Актуализация знаний с применением презентации « Изучение изображений в собирающей линзе».

- Исследование изображений, даваемое собирающей линзой.

- Определение фокусного расстояния  и оптической силы собирающей линзы.

-  Изучение методики решения задач на формулу тонкой линзы.

- Самостоятельное решение задач.

7.  Задание на дом: Задача № 8, стр. 344 В. Ф. Дмитриева.

8. Рефлексия.  Обсудить вопросы:

1.                  Подумайте, какие вопросы надо повторить перед контрольной работой.

2.                  Работа,  с какими заданиями вызвала  затруднения?

Инструкционная карта к лабораторной работе

Тема: «Изучение изображений в собирающей линзе. Определение фокусного расстояния собирающей линзы».

Цель работы: научиться строить изображения в собирающей линзе; определять фокусное расстояние и оптическую силу собирающей линзы.

Ход работы.

I                      Повторение теории необходимой для работы.

Ответьте на вопросы:

1.Что называют линзой? Какие виды линз вы знаете?

Ответ: собирающая линза, рассеивающая.

2.Какая линза называется собирающей?  Что называют фокусом линзы (слайд 3)?

Ответ: Выпуклые линзы являются собирающими. Точка, в которой пересекаются после преломления в собирающей линзе лучи, падающие на нее параллельно главной оптической оси, называется главным фокусом линзы.  Эту точку обозначают буквой F. У линзы два главных фокуса.  В однородной среде они располагаются по обе стороны линзы на одинаковых расстояниях от нее. Эти расстояния называются фокусным расстоянием линзы; его обозначают буквой F (той же буквой, что и фокус). Запишите обозначение фокуса линзы.

 

3.Каково назначение линзы?

Ответ: Подобно плоскому зеркалу, линза создает изображения источников света. Это означает, что свет, исходящий из какой-либо точки предмета (источника), после преломления в линзе снова собирается в одну точку (изображение) независимо от того, через какую часть линзы прошли лучи.

4             Какое изображение называется действительным, какое мнимым?

 Ответ: Если по выходе из линзы лучи сходятся, они образуют действительное изображение. В случае же, когда прошедшие через линзу лучи расходятся, а пересекаются в одной точке не сами эти лучи, а лишь их продолжения, изображение называют мнимым. Его можно наблюдать глазом непосредственно или с помощью оптических приборов.

5         Какая физическая величина является основной характеристикой линзы?

Ответ. Величину, обратную фокусному расстоянию, называют оптической силой линзы.

Основной характеристикой линзы является ее оптическая сила.

6. Запишите обозначение оптической силы линзы и её единицы измерения.

 Ответ. Ее обозначают буквой D: D > 0, если линза собирающая, D < 0, если линза рассеивающая. Чем ближе к линзе ее фокусы, тем сильнее линза преломляет лучи, собирая или рассеивая их, и тем больше оптическая сила линзы.

II                  Изучите ход лучей в линзе и ответьте на вопросы.

https://phet.colorado.edu/sims/html/geometric-optics-basics/latest/geometric-optics-basics_all.html

1. Откройте модель.  Выберите позицию Marginal rays. При помощи линзы получили  изображение карандаша  на экране.

2. Последовательно располагайте карандаш на различных расстояниях d от линзы:

1) d<F;  2) F< d < 2F; 3) d > 2F.

3. Каждый раз  наблюдайте полученное на экране изображение карандаша.

4. Ответьте на вопросы:

- Как после преломления через линзу идёт луч, падающий на линзу параллельно главной оптической оси?

Ответ. Через фокус линзы.

- Как после преломления через линзу идёт луч, проходящий через центр линзы?

Ответ. Луч идёт не преломляясь

- Как после преломления через линзу идёт луч, падающий на линзу через фокус линзы?

Ответ. Параллельно главной оптической оси.

- Для того чтобы построить изображение, какими лучами можно воспользоваться?

5.      Постройте  изображения карандаша в 3 случаях и запишите, каким будет изображение в каждом из указанных случаев.

III              Определение фокусного расстояния собирающей линзы.

-Нажмите кнопку Ruler (линейку). Выберите положение карандаша: F< d < 2F

- Запишите, как обозначаются:

А)  расстояние от линзы до экрана. Ответ: f

Б) расстояние от изображения до линзы. Ответ: d

В) фокусное расстояние. Ответ: F

- Законспектируйте вывод формулы для определения фокусного расстояния собирающей линзы.

 Для определения фокусного расстояния собирающей линзы воспользуемся формулой тоникой линзы:    =   +   

Зная расстояния от линзы до предмета и от изображения до  экрана можно определить фокусное расстояние линзы, изображённой на экране.              

Преобразуем формулу   =   +  

  Находим общий знаменатель и дополнительные множители над первой и второй дробью.

              = .    Тогда F=

- Определите фокусное расстояние и оптическую силу линзы. Для этого необходимо измерить расстояния  и линейкой.

IV                Изучите решение задачи в общем виде.

V                  Решите самостоятельно.

1.      Оптическая сила линзы равна 5 дптр. Предмет поместили на расстоянии 0,6 м от линзы. Где получится изображение этого предмета?

2.       На каком расстоянии от линзы с фокусным расстоянием 0,4м надо поместить предмет, чтобы получить действительное изображение на расстоянии 2м от линзы?

Сделайте вывод о проделанной работе.

Краткое описание документа:

Разработана лабораторная работа с использованием моделей сайта https://phet.colorado.edu/sims/html/geometric-optics-basics/latest/geometric-optics-basics_all.htmlРаботу можно выполнять самостоятельно дома.