УРОК 24 Тема: Лінзи. Характеристики лінз. Заломлення світла лінзою. Фокусна відстань і оптична сила лінзи - Фізика 7 клас - Середня школа - Каталог статей - Учительська світлиця
Головна » Статті » Середня школа » Фізика 7 клас

УРОК 24 Тема: Лінзи. Характеристики лінз. Заломлення світла лінзою. Фокусна відстань і оптична сила лінзи

УРОК 8
Тема: Лінзи. Характеристики лінз. Заломлення світла
лінзою. Фокусна відстань і оптична сила лінзи
Методичні рекомендації й матеріали
Типи лінз
Більшість  лінз  робиться  зі  скла,  пластмас  або  якого-небудь  ін-шого прозорого матеріалу. Зазвичай поверхні лінз є частинами сфер 
або циліндрів. Лінзи, поверхні яких є частинами сфер, називаються 
сферичними лінзами, а лінзи із циліндричними поверхнями назива-ються циліндричними лінзами. 
Розрізняють  6  видів  сферичних  лінз  (рис.  3.42):  двоопуклі,  плос-коопуклі,  ввігнутоопуклі,  двоввігнуті,  плосковвігнуті,  опукло-ввігнуті.
Двоопукла
Плоско-опукла
Ввігнуто-опукла
(меніск)
Двоввігнута Плосковвігнута
Опукло-ввігнута
(меніск)
Рис. 3.42. Типи лінз
На рисунку зображені перерізи площиною зазначених видів лінз 
і показаний хід паралельних променів, що падають на лінзи, і хід про -менів, що виходять із них. З рисунка видно, що одні лінзи збирають 
світло, яке проходить крізь них — їх називають збиральними; інші 
лінзи розсіюють світло — їх називають розсіювальними.
При  вивченні  лінз  з’ясовуються  їхні  оптичні  характеристики, 
призначення й принцип дії. Дається класифікація лінз, приводяться 
їхні схематичні зображення й умовні позначки. При цьому зазвичай 
вказується, що збиральні лінзи товщі посередині, ніж по краях, а роз-сіювальні — навпаки. Однак це справедливо, лише коли показник 
заломлення речовини лінзи більше, ніж навколишнього середовища. 
У противному випадку лінзи з більшою товщиною посередині будуть 
розсіювальними, а з меншою — збиральними. Ці випадки розгляда-ються в курсі фізики старшої школи.
Уводяться поняття про оптичний центр лінзи, про головну й по-бічну  оптичні  осі,  передній  і  задній  фокуси,  фокусну  відстань,  фо-кальну  площині,  про  дійсний  і  уявний  фокуси.  Методика  їхнього 
формування загальновідома. 
Програма рекомендує в 7-му класі обмежитися вивченням тільки 
двоопуклих і двоввігнутих сферичних лінз.
Збиральну  лінзу  можна  уявити  у  вигляді  сукупності  великої 
кількості  трикутних  призм,  що  розширюються  до  середини  лінзи, 
а розсіювальну лінзу — як сукупність великої кількості призм, що 
розширюються до країв (рис. 3.43).
Рис. 3.43. Зображення лінз як сукупності призм
Заломлення світла лінзою
Із  уже  вивченого  матеріалу  відомо,  що  призма  відхиляє  пучки 
світла  до  грані,  що  лежить  проти  кута  заломлення.  Лінзи  зі  стов-щенням  у  середині  відхиляють  промені  до  середини,  збираючи  їх, 
а лінзи зі стовщенням по краях відхиляють промені до країв, тобто 
розсіюють їх. Якщо учні зазнають труднощів у розумінні такого роду 
пояснення,  то  можна  розглянути  більш  просту  аналогію,  у  якій, 
наприклад, збиральна лінза розглядається як дві призми, складені 
своїми  основами.  Тут  варто  звернути  увагу  учнів  на  те,  що  світло 
відхиляється до основи, тобто до товстої частини призми. Отже, дві 
призми, прикладені основами одна до одної, збирають вузькі пучки 
світла, оскільки кожна з них заломлює світло до основи. 
Аналогічно  цьому,  коли  промені  світла,  паралельні  головній 
оптичній осі, падають на лінзу, що збирає, вони заломлюються до тов -стої  частини  лінзи  й  збираються  в  точці,  яку  зазивають  головним 
фокусом. Відстань від оптичного центра лінзи до головного фокуса 
називається головною фокусною відстанню.  Для дуже тонких лінз, 
а саме такі розглядаються в курсі фізики 7-го класу, головна фокусна 
відстань — це відстань уздовж головної осі, обмірювана між повер-хнею лінзи й головним фокусом.
Розсіювальна лінза аналогічна двом призмам, розташованим так, 
як показано на рис. 3.40,  б (див. с. 160). Промені, паралельні головній 
осі, знов-таки заломлюються убік товстих частин обох призм, що тепер 
приводить до розсіювання, а не до збирання променів. Саме так у випад-ку розсіювальної лінзи промені, паралельні головній осі, відхиляються 
від   головної осі. Після проходження крізь лінзу вони здаються розбіж -ними із точки  F, розташованої з іншої сторони лінзи. Ця точка F нази -вається уявним фокусом лінзи, оскільки заломлені промені світла не про -ходять через неї, а тільки так здається, що вони виходять із цієї точки.
Необхідно також продемонструвати учням залежність головної 
фокусної відстані від товщини (кривизни поверхні) лінзи (рис. 3.44) 
і показати, як за допомогою опуклої лінзи можна перетворити роз-біжний пучок світла в паралельний.
Рекомендується  також  показати,  що  ввігнута  лінза  розсіює  як 
паралельний  пучок,  що  падає  на  неї,  так  і  розбіжний  пучок  будь-якого  кута  розчину,  чому  їй  і  дають  назву  «розсіювальна  лінза». 
У   свою  чергу,  опукла  лінза  справляє  збиральну  дію  на  будь-який 
падаючий на неї пучок світла, через що її й називають«збиральною». 
Зазначені  демонстрації  можна  проводити  на  будь-якому  наявному 
у  фізкабінеті  оптичному  встаткуванні.  У  принципі  всі  необхідні 
демонстрації можна провести на приладах типу оптичного диска. Од-нак, коли справа доходить до демонстрування оптичних зображень, 
настійно  рекомендується  показувати  натурні  й  модельні  досліди 
«у зв’язці». Дослідження показують, що в цьому й тільки в цьому 
випадку  можна  досягти  максимального  навчального  ефекту.  Що 
мається на увазі, коли мова йде про поєднання натурних і модельних 
дослідів?  Розшифруємо  сказане  на  прикладі  одержання  на  екрані 
зображення  свічі.  Натурний  дослід  у  цьому  випадку  демонструє 
власне факт одержання зображення за допомогою збиральної лінзи, 
а модельний — пояснює «механізм» одержання такого зображення 
(рис. 3.45). Поєднання цих двох дослідів надає учням усю необхідну 
інформацію для того, щоб вони зуміли самостійно зробити важливі 
для розуміння явища висновки.
´
´
´
´
Рис. 3.45. До питання про взаємозв’язок натурних і модельних дослідів
Питання для міркувань у домашніх умовах.
8.1.   Чому двоопуклу лінзу називають збиральною лінзою, а дво-ввігнуту — розсіювальною ?
8.2.   Від  чого  залежить  результат  дії  лінзи  на  падаючий  на  неї 
пучок світла? Відповідь підтвердьте дослідом .
8.3.   У якому випадку падаючий на збиральну лінзу пучок світла 
після її проходження буде паралельним головній оптичній осі?
8.4.   Якщо на збиральну лінзу падає пучок світла, паралельний 
головній оптичній осі, то яким він буде після проходження 
через лінзу?
Категорія: Фізика 7 клас | Додав: uthitel (31.01.2014)
Переглядів: 1533 | Рейтинг: 0.0/0
Всього коментарів: 0
Ім`я *:
Email *:
Код *: