УРОК 26 Тема: Побудова зображення, що дає лінза - Фізика 7 клас - Середня школа - Каталог статей - Учительська світлиця
Головна » Статті » Середня школа » Фізика 7 клас

УРОК 26 Тема: Побудова зображення, що дає лінза

УРОК 10
Тема: Побудова зображення, що дає лінза
Методичні рекомендації й матеріали
Побудова зображення в збиральній лінзі
Розташування предмета і його зображення стосовно збиральної 
лінзи, а також відповідні характеристики зображення можуть бути 
отримані не тільки експериментально, але й графічно за допомогою 
геометричних побудов проходження променів (рис. 3.48).
   
Рис. 3.48. Побудова зображень за допомогою променів побудови
При цьому треба вибирати такі промені, проходження яких через 
лінзу заздалегідь відоме. У літературі такі промені часто називають 
променями  побудови.  Як  промені  побудови  використовуються: 
1)  промінь, що проходить через оптичний центр лінзи; 2) промінь, 
паралельний головній оптичній осі; 3) промінь, що проходить через 
головний  фокус  лінзи.  Після  заломлення  лінзою  перший  промінь 
змінює напрямок свого поширення таким чином, що проходить через 
головний фокус лінзи; другий, як відомо, лінзою не переломлюється, 
тобто  напрямку  свого  не  змінює;  третій  промінь  після  заломлення 
йде паралельно головній оптичній осі. 
З  геометрії  відомо,  що  точка  задається  перетинанням  принай-мні двох прямих. Стосовно до геометричної оптики це означає, що 
для  графічної побудови світної точки цілком достатньо одного пучка 
світла, що виходить із неї, тобто будь-яких двох променів із трьох, 
зазначених вище.
Знаючи, як будується в лінзі зображення світної точки, можна 
досить просто побудувати зображення предмета як сукупності точок, 
що світяться власним або відбитим світлом.
Геометричні побудови на уроці зазвичай проводяться для трьох 
випадків: коли точкове джерело світла перебуває осторонь від оптич-ної осі, на самій осі й на відстані від осі, більшій за радіус головного 
перетину лінзи. Звертається увага на те, як переміщується зображен-ня, якщо джерело світла рухається до оптичної осі й від неї, праворуч 
і ліворуч; як визначити область бачення зображення.
На рис. 3.49 товстими лініями показані промені, обрані для по-будови зображення світної точки  S; тонкими лініями зображені межі 
світлового пучка, що падає на лінзу. Після заломлення всі промені 
перетинаються в точці S
1
.
Область
бачення
зображення
Рис. 3.49. Побудова зображення світної точки
Для побудови зображення світної точки, що перебуває на голов-ній  оптичній  осі  (рис.  3.50),  проводять  будь-яку  лінію  до  лінзи, 
а   по тім  будують  допоміжну  лінію  (штрихову),  паралельну  даній 
й яка проходить через оптичний центр лінзи. Вона перетинає голов-ну фокальну площину. Через цю точку перетину пройде й перший 
промінь.  Нарешті,  через  точку S
1
  пройдуть  всі  промені  світлового 
пучка, що падає на лінзу.
Область
бачення
зображення
Рис. 3.50. Побудова зображення світної точки, що знаходиться на голов -ній оптичній осі
На рис. 3.51 дана побудова зображення точки в лінзі, якщо вона 
перебуває  осторонь  від  оптичної  осі  на  відстані,  більшій  за  радіус 
головного перетину лінзи. Тут допоміжна штрихова лінія проходить 
через перетин лінзи. Щодо цієї лінії й будується зображення. Реаль-ний пучок світла обмежений на рисунку тонкими лініями.
Область
бачення
зображення
Рис. 3.51. Побудова зображення світної точки у випадку, якщо вона мі-ститься осторонь від оптичної осі на відстані, більшій за радіус 
головного перетину лінзи
Щоб  креслення  було  більш  виразним,  промені,  що  обмежують 
весь пучок світла, що падає на лінзу, можна зобразити крейдою (у зо -шитах  учні  малюють  звичайним  олівцем),  а  промені,  що  служать 
для  геометричної  побудови  зображення,  —  кольоровою  крейдою 
(у  зошитах — кольоровим олівцем) або товстими лініями. 
Точкове джерело S видне у межах 4 p стерадіан, а зображення  — 
лише в межах обмеженого кута, що залежить від діаметра головного 
перерізу лінзи.
При геометричних побудовах зображень рекомендується:
—  кожний випадок побудови ілюструвати дослідом;
—  показати, що будь-який промінь у пучку, що падає на лінзу, 
після заломлення пройде через ту точку, у якій перетинають -ся два промені, обрані для побудови зображення;
—  указати, що промені, які йдуть від будь-якої не крайньої точ -ки предмета перетнуться у відповідних місцях між крайніми 
точками зображення;
—  не обривати пучків світла в місцях одержання зображень — їх 
варто продовжити після перетинання променів;
—  у кожному випадку малювати зіницю ока й підкреслювати, 
що розбіжні світлові пучки збираються в оці, на сітківці якого 
отримують зображення;
—  указувати область бачення всього зображення і його  частин.
Формула тонкої лінзи
Питання про введення в курс оптики 7-го класу співвідношення 
1 / d + 1 / f = 1 / F є спірним. При тому числі годин, які чинна програ -ма відводить на вивчення початкових відомостей про світло, скіль-ки-небудь  докладний  розгляд  залежності  між  відстанню  предмета 
до лінзи d, відстанню зображення від лінзи  f і головною фокусною 
відстанню F реалізований бути не може. У цій ситуації можна все-таки запропонувати варіант використання цієї формули, попередньо 
переконавшись у її справедливості. Мова йде про експериментальну 
перевірку цієї формули. 
Із цією метою вчитель використовує збиральну лінзу, з відомою 
фокусною відстанню або визначає її незалежним способом, наприклад 
вимірявши  відстань  між  оптичним  центром  лінзи  й  зображенням 
Сонця, що дає лінза на екрані. 
Можна  визначити  головну  фокусну  відстань  інакше.  Для  цієї 
мети вимірюють відстань від оптичного центра лінзи до зображення 
світної  лампочки,  розташованої  на  значному  видаленні  від  лінзи. 
Цю відстань можна оцінити заздалегідь. Наприклад, якщо головна 
фокусна відстань лінзи 25 см, а відстань від лінзи до лампочки ста-новить 10 м, то помилка при вимірюванні головної фокусної відстані 
не перевищує 5 мм.
Потім  на  оптичній  лаві  збирається  найпростіша  установка,  що 
складається  із  джерела  світла  (лампочки),  збиральної  лінзи  з  ві-домою  фокусною  відстанню  й  екрана.  Використовуючи  установку, 
одержують на екрані зображення лампочки (зменшене і збільшене), 
вимірюючи щоразу значення d і  f ( d
1
,
 
f
1
) і ( d
2
,
 
f
2
). Після цього показу-ють учням, що 1 / d
1
 + 1 / f
1
 = 1 / d
2
 + 1 /f
2
 = 1 / F. Коли залежність 
між d,  f   і  F   підтверджена,  то  можна  використати  формулу  тонкої 
лінзи для відповідних розрахунків, зокрема, для обчислення головної 
фокусної відстані при відомих d і  f. У такому разі рекомендується, 
щоб обчислення F робилося для конкретної лінзи, експериментуючи 
з якою учні змогли б перевірити розрахункове значення F.
Для збиральних лінз:
F — завжди позитивне; 
d — завжди позитивне;
f — позитивне, коли зображення дійсне й розташоване по інший 
бік лінзи щодо предмета;
f — негативне, коли зображення уявне й перебуває по той самий 
бік від лінзи, що й предмет.
Для розсіювальних лінз:
 F — завжди негативне;
 d — завжди позитивне
 f  — завжди негативне.
Оптична сила лінзи
Чим сильніше лінза збирає або розсіює світло, тим менша її фо-кусна відстань і тим більша її заломлювальна здатність або оптична 
сила. Інакше кажучи, оптична сила обернено пропорційна фокусній 
відстані. 
Якщо позначити оптичну силу через D, а головну фокусну від -стань — через  F, то співвідношення між ними визначається форму -лою: D = 1 / F. Одиниця оптичної сили лінзи називається  діоптрією . 
Оптична сила лінзи з фокусною відстанню в 1 м дорівнює 1 діоптрії. 
[D] = м
–1
.
При  виконанні  домашнього  завдання  пропонується  відповісти 
на такі питання.
10.1. Лінза дає дійсне зображення. Яким чином зміниться це зоб -раження, якщо більшу частину лінзи закрити непрозорим 
екраном?
10.2.    Чи можна одержати зобра-ження предмета АВ, якщо 
деякі ділянки лінзи вияв-ляться непрозорими ?
Категорія: Фізика 7 клас | Додав: uthitel (31.01.2014)
Переглядів: 1349 | Рейтинг: 1.0/1
Всього коментарів: 0
Ім`я *:
Email *:
Код *: