Разработка урока физики по теме «Построение изображений, полученных с помощью линз» (8 класс)

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение маландинская основная общеобразовательная школа

Построение изображений, даваемых линзой

Методическое описание урока физики 9класса с использованием интерактивной доски

                                                           Автор: Гайдар Аркадий Михайлович,

                                                       учитель технологии, физики

                                                       высшей квалификационной категории

2019 год

Урок «Построение изображений, полученных с помощью линз»

Цель урока:

Сформировать практические умения применять знания о свойствах линз для нахождения изображений графическим методом.

Демонстрации:

Получение изображений с помощью линз с использованием инструментов интерактивной доски Interwrite™ Workspace

Ход урока

I. Повторение. Проверка знаний

С целью повторения пройденного, а также проверки глубины усвоения знаний учащимися, в начале урока проводится фронтальный опрос по изученной теме:

-        Что такое линза? Каковы ее свойства?

-        Что называется главной оптической осью линзы?

-        Какую точку называют фокусом линзы?

-        Что такое фокусное расстояние линзы?

-        Что называют оптической силой линзы?

-        В каких единицах измеряется оптическая сила линзы?

II. Изучение нового материала

План изложения нового материала:

1.   Экспериментальное наблюдение изображений светящейся точ­ки, даваемой линзой.

2. Построение хода лучей через собирающую и рассеивающую линзы.

3. Условия, при которых возникает то или иное изображение, и свойства каждого из них.

4. Построение изображения предмета.

     1. Изучение вопроса о получении изображения светящейся точки начинается с постановки демонстрационного эксперимента. На экране отчетливо видно, что пучок, сформированный линзой, трансформируется из сходящегося в расходящийся. В месте наибольшего сужения преломлен­ного линзой пучка и обнаруживается изображение светящейся точки.

Далее с учащимися обсуждается вопрос о том, как изменяется поло­жение изображения светящейся точки при ее смещении относительно глав­ной оптической оси. Для этого вначале светящаяся точка перемещается из «бесконечности» вдоль главной оптической оси по направлению к центру линзы и показывается, как при этом изменяется положение изображения, в каких случаях оно будет действительным, а в каких - мнимым.

Затем демонстрируется, куда смещается изображение, если светящаяся    точка располагается выше (ниже) главной оптической оси.

Из описанных опытов следует, что по мере приближения светящейся точки к фокусу линзы расстояние от изображения до линзы увеличивается. Учащиеся убеждаются в том, что изображение светящейся точки будет действительным в тех случаях, когда эта точка будет расположена перед фокусом линзы. Если светящаяся точка находится между фокусом и лин­зой, то ее изображение будет мнимым, так как в этом случае исходящий из светящейся точки пучок света не преобразуется линзой в сходящийся.

   Аналогично демонстрируются опыты по получению изображения светя­щейся точки с помощью рассеивающей линзы. На основании этих опытов лег­ко убедиться, что рассеивающая линза дает только мнимое изображение.

       2. Демонстрационные эксперименты завершаются выводами:

а) точечный объект и его изображение всегда лежат на одной оп­тической оси;

б) луч, падающий на линзу параллельно оптической оси, после преломле­ния через линзу  

     проходит через фокус, соответствующий этой оси;

в) луч, проходящий через фокус до собирающей линзы, после линзы  

    распространяется параллельно оси, соответствующей этому фокусу;

г) луч, параллельный оптической оси, пересекается с ней после пре­ломления в фокальной плоскости.

    3. Руководствуясь вышеизложенными выводами, объясняются учащимся условия, при которых возникает то или иное изображение, и свойства каждого из них (здесь d - расстояние предмета до линзы; F - фо­кусное расстояние линзы). Для демонстрации выводов используются цифровые образовательные ресурсы (см. http://school-collection.edu.ru/catalog/search/?text=%EB%E8%ED%E7%FB&tg, первая минута видеоролика.), затем  демонстрационный материал, подготовленный в виде презентации с помощью инструментов интерактивной доски. Во время демонстрации объясняются основные понятия.

Слайд №1

Оптическое изображение – картина, получаемая в результате действия линзы или оптической системы на лучи, распространяющиеся от некоторого объекта, и воспроизводящая контуры и детали этого объекта. Поскольку предмет представляет собой совокупность светящихся своим или отражённым светом точек, то его полное изображение складывается из изображений всех этих точек.

Различают действительные и мнимые изображения. Если пучок световых лучей, исходящий из какой-либо точки А объекта, в результате отражений или преломлений сходится в некоторой точке А₁, то А₁ называют действительным изображением точки А. Если же в точке А₁ пересекаются не сами лучи, а их продолжения, проведенные в сторону, противоположную направлению распространения света, то А₁ называют мнимым изображением точки А.

Слайд №2 Собирающая линза

Для определения положения изображения А₁ светящейся точки А достаточно взять два луча, ход которых легче всего построить. Таких лучей несколько.

1.   Луч, падающий на линзу параллельно главной оптической оси; после преломления он проходит через задний главный фокус линзы.

2. Луч, проходящий через передний  главный фокус линзы; после преломления он идёт  параллельно главной оптической оси.

3. Луч, проходящий через оптический центр без преломления.

Слайд №3 Рассеивающая линза

Для определения положения изображения А₁ светящейся точки А достаточно взять два луча, ход которых легче всего построить. Таких лучей несколько.

1.   Луч, падающий на линзу параллельно главной оптической оси; после преломления через передний главный фокус линзы проходит продолжение преломлённого луча.

2.  Луч, своим продолжением проходящий через задний  главный фокус линзы; после преломления он идёт  параллельно главной оптической оси.

3.  Луч, проходящий через оптический центр без преломления.

Слайд №4 Предмет находится за двойным фо­кусным расстоянием линзы: d>2F.

 

На этом слайде выполняется построение. Выбираем инструмент линия

 

В параметрах, выбираем цвет, толщину, концы и стиль штриха. В нашем случае выбрана односторонняя сплошная зелёная стрелка.

Устанавливаем курсор в точку А, нажимаем левую клавишу мышки и ведём параллельно главной оптической оси, до линзы.

 

Затем проводим луч через фокус F.

 

Из точки А, проводим луч, идущий через оптический центр линзы О, до пересечения с преломлённым лучом.

 

Пересечение двух лучей даёт точку А^I, которая является изображением точки А.

 

Выбираем инструмент текст, и подписываем точку  А^I. Затем берём инструмент линия, меняем цвет на красный и строим луч.

 

Учащиеся выполняют все построения в тетради. После всех построений делаю вывод о полученном изображении, после чего, демонстрируется слайд №5.

Вывод: линза дает уменьшенное, перевернутое,    действительное   изображение предмета, лежащее по другую сторону от линзы между ее фокусом и двойным фокусом (рис.1).

                       Рис.1

В дальнейшем все построения выполняются аналогичным образом.

Слайды №6, №7 Предмет   находится    на   двойном фокусном      расстоянии      линзы: d=2F.

Линза дает равное, перевернутое, действительное изображение пред­мета, лежащее по другую сторону от линзы на двойном фокусном рас­стоянии (рис.2).

                        Рис.2

Слайды №8, №9 Предмет находится между фокусом линзы    и    ее   двойным    фокусом:F<d<2F

Линза дает увеличенное, перевер­нутое, действительное изображение предмета, расположенное по другую сторону от линзы за двойным фокус­ным расстоянием (рис.3).

                        Рис.3

Слайды №10, №11 Предмет помещен в фокус линзы: d = F. Изображение предмета будет раз­мытым (рис.4).

                        Рис.4

Слайд №12 Предмет находится между линзой и ее фокусом: d<F.

Изображение предмета увеличенное, мнимое, прямое и расположено по ту же сторону от линзы, что и пред­мет (рис.5).

                        Рис.5

Слайд №13

Построение выполняется следующим образом. Готовое изображение разгруппировано. Изображение собирается из заготовок, как конструктор. Рассматривая изображения, даваемые рассеивающей линзой, делает­ся вывод, что линза не дает действительных изображений, т. к. лучи, про­шедшие сквозь нее, расходятся (рис.6): при всех положениях предмета линза дает уменьшенное, мнимое, прямое изображение, лежащее по ту же сторону от линзы, что и предмет.

                       Рис.6

III. Решение задач

Для закрепления и более глубокого усвоения материала. Построения выполняются учащимися.

Слайд №14 

Задача 1 Предмет находится между фокусом линзы    и    ее   двойным    фокусом:F<d<2F

Задача осложняется тем, что построения необходимо выполнить для двух точек.

Слайд №15 

Задача 2

На рис.7 показаны главная оптиче­ская ось ММ линзы, предмет АВ и его изображение А₁В₁. Определите графиче­ски положение оптического центра и фо­кусов линзы.

                       Рис.7

Слайд №16 

Ответ на задачу 2

Слайд №17

Задача 3

Определите построением положение фо­кусов линзы, если задана главная оптическая ось и ход произвольного луча (рис.8).

                       Рис.8                 

Слайд №18 

Ответ на задачу 3

 Слайд №19

Подведение итога урока.

Вывод:

Предмет	Изображение
Расстояние от линзы d	Действительное или мнимое	Прямое или перевёрнутое	Увеличенное или уменьшенное
d>2F	действительное	перевёрнутое	уменьшенное
d=2F	действительное	перевёрнутое	равное
F<d<2F	действительное	перевёрнутое	увеличенное
d = F	размытое
d<F	мнимое	прямое	увеличенное

 Домашнее задание 

1.             Сборник задач В. И. Лукашика, Е. В. Ивановой, № 1592, 1593, 1594, 1596.

Краткое описание документа:

Урок «Построение изображений, полученных с помощью линз»

Цель урока:

Сформировать практические умения применять знания о свойствах линз для нахождения изображений графическим методом.

Демонстрации:

Получение изображений с помощью линз с использованием инструментов интерактивной доски Interwrite™ Workspace.