УРОК 25 Тема: Одержання зображення за допомогою лінзи. Лабораторна робота - Фізика 7 клас - Середня школа - Каталог статей - Учительська світлиця
Головна » Статті » Середня школа » Фізика 7 клас

УРОК 25 Тема: Одержання зображення за допомогою лінзи. Лабораторна робота

УРОК 9
Тема: Одержання зображення за допомогою лінзи. Лабораторна робота
Методичні рекомендації й матеріали
Одержання оптичного зображення предмета
за допомогою збиральної лінзи
До геометричної побудови зображень у лінзах розглядаються фі-зичні умови їхнього утворення: одержання зображення за допомогою 
малого отвору; збільшення різкості зображення за допомогою лінзи.
Якщо  отвір  великий,  то  кожна  точка  предмета  зображується 
на  екрані  світлим  кружком  (рис.  3.46).  Ці  кружки  частково  пере-кривають один одного, тому екран виходить рівномірно освітленим 
і зображення розпливчастим або його зовсім не буде. Щоб одержати 
різке зображення, треба зменшити отвір, але при цьому зменшується 
світловий потік, що проходить крізь нього, і освітленість зображення 
падає.  Такий  хід  міркувань  дозволять  роз’яснити  протиріччя  між 
різкістю  й  освітленістю  зображення.  Для  його  розв’язання  корис-туються  більшими  отворами  й  у  них  поміщають  лінзу,  що  збирає 
світлові пучки в точки (рис. 3.47).
   
Такий  підхід  до  вивчення  лінз  —  від  властивостей  отворів  — 
відразу може познайомити учнів з тим, яку роль грають діафрагми 
(або  оправи  лінз)  в  утворенні  оптичного  зображення,  роз’яснити, 
чому зображення зберігається, якщо будь-яка частина лінзи закрита 
екраном і освітленість зображення зменшується.
Рис. 3.46.  
Роль отвору в утворенні оптич-ного зображення
Рис. 3.47.  
Роль лінзи в утворенні оптич-ного зображення
Потім показується зображення світної точки в лінзі. Як джерело 
світла береться лампочка, поміщена у футлярі з малим круглим от-вором (джерело світла від ФОС). Спочатку екран (матове скло, білий 
щільний  папір),  що  виконує  роль  зонда,  повільно  переміщується 
уздовж осі світлового пучка й «прощупується», як він формується, 
трансформується із збіжного в розбіжний, і в місці цього переходу 
виявляється  зображення.  Розсіювання  світла  від  екрана  дає  мож-ливість учнем бачити зображення точки.
Як відомо, за допомогою лінзи одержують оптичне зображення 
предметів, що світяться власним або відбитим світлом. Дійсні зобра-ження предметів можна бачити на екрані, але можна й без екрана, 
«висячими» у повітрі між лінзою й оком, якщо дивитися уздовж оп-тичної осі убік предмета. Якщо предмет розташовувати, наприклад, 
ліворуч  від  лінзи,  то  його  дійсне  зображення  отримують  праворуч 
від  неї.  Відстань  предмета  до  лінзи  прийнято  позначати  буквою  d, 
а відстань зображення від лінзи — буквою  f.
Де розташоване зображення у випадку збиральної лінзи,
якщо предмет перебуває на нескінченності (d >> 2F)?
Перше  зображення,  яке  варто  розглянути,—  це  зображення 
предмета  настільки  віддаленого,  що  промені  світла,  які  йдуть  від 
нього  й  потрапляють  на  лінзу,  можна  вважати  паралельними  або 
майже  паралельними.  Сонце  являє  собою  саме  такий  віддалений 
об’єкт,  і його  відстань  до  лінзи  можна  без  перебільшення  вважати 
нескінченно великою. Як і слід було сподіватися, зображення його 
перебуває в головному фокусі збиральної лінзи. Це зображення дій -сне, перевернене, сильно зменшене; його можна побачити на екрані.
Де розташоване зображення, коли предмет перебуває
між нескінченністю й подвійною фокусною відстанню (2 F < d < ∞)?
Як було виявлено, зображення дуже віддаленого предмета зна-ходиться практично в головному фокусі. При наближенні предмета 
до збиральної лінзи потрібна велика зміна у відстані предмета до лін-зи для того, щоб збільшити відстань зображення від лінзи на дуже 
маленький відрізок. Коли предмет переміщується з нескінченності 
в точку, відстань якої до лінзи дорівнює подвійній фокусній відстані, 
відстань зображення від лінзи збільшується від фокусної до  подвійної 
фокусної. Отже, якщо фокусна відстань лінзи дуже мала, як це має 
місце в простому фотоапараті, то великі зміни у відстані предмета до 
лінзи приводять лише до малих змін у відстані зображення від лінзи.
Як випливає з експерименту, це зображення дійсне, перевернене 
й зменшене; відстань його від лінзи більше за фокусну, але менше 
за  подвійну фокусну відстань. 
Де розташоване зображення, якщо предмет перебуває
на подвійній фокусній відстані від лінзи (d = 2F)?
Якщо  предмет  розташований  так,  що  його  відстань  до  лінзи 
дорівнює подвійній фокусній відстані, то його зображення, як мож-на  показати  експериментально,  дійсне,  перевернене  й  має  ті  самі 
розміри,  що  й  предмет.  При  цьому  відстань  зображення  від  лінзи 
дорівнює подвійній фокусній.
Де розташоване зображення, коли предмет перебуває
між фокусом і точкою подвійної фокусної відстані (2 F > d > F)?
При  наближенні  предмета  з  точки  подвійної  фокусної  відстані 
до  лінзи  дуже  мала  зміна  відстані  предмета  до  лінзи  приводить 
до величезного збільшення відстані зображення від лінзи, а також 
розмірів зображення. Ця обставина використовується в проекційних 
апаратах.  Плівка  або  скляна  пластинка,  сильно  освітлювана  поза-ду, міститься на невеликій відстані за фокусом лінзи проекційного 
апарата. На відстані в десятки метрів на екрані одержують сильно 
збільшене  зображення.  Для  того  щоб  одержати  пряме  зображення 
на екрані, потрібно перевернути зображення на плівці або пластинці. 
Зображення в розглянутому випадку виходить дійсним, перевер-неним,  збільшеним  і  перебуває  на  відстані,  більшій,  ніж  подвійна 
фокусна відстань.
Де перебуває зображення, коли предмет розташований
у головному фокусі (d = F)?
Якщо предмет при подальшому переміщенні праворуч виявляєть-ся  в  головному  фокусі,  то  зображення  спрямовується  в  нескінчен-ність. Це положення протилежне розглянутому на самому початку 
першому  положенню,  коли  предмет  перебував  у  нескінченності, 
а зображення — у головному фокусі. Якщо в головному фокусі лінзи 
помістити джерело світла, то промені від цього джерела після виходу 
з лінзи виявляються паралельними. 
Де перебуває зображення, коли предмет розташований
між лінзою й головним фокусом (d < F)?
У цьому випадку промені, що виходять від всіх точок предмета, 
розходяться настільки сильно, що лінза не може переломити їх у  до-статній мірі, щоб вони сходилися. Замість цього вони продовжують 
розходитися після виходу з лінзи. Тому праворуч від лінзи зображен-ня утворитися не може. Однак, якщо промені після їхнього виходу 
з лінзи спроектувати назад, то вони зійдуться в тому боці від лінзи, 
де перебуває предмет, і тут вони утворять уявне зображення. Якщо 
розташувати око близько до лінзи й дивитися крізь лінзу на предмет, 
що перебуває з іншої її сторони, то можна побачити не сам предмет, 
а його уявне зображення — пряме й збільшене. Такі лінзи застосову-ють як збільшувальне скло, або, інакше кажучи, лупу.
Розташування предмета і його зображення  
стосовно збиральної лінзи
Відстань предмета 
від лінзи d
Відстань зображення  
до лінзи f
Характеристика  
зображення
Дуже велике  
(у нескінченності)
d = ∞
У головному фокусі
f ≈  F
Дійсне, перевернене, 
зменшене (теоретич -но — точка)
Більше подвійної 
фокусної відстані
∞  > d > 2F
Між головним фокусом 
і подвійною фокусною 
відстанню
2F > f > F
Дійсне, перевернене, 
зменшене
На подвійній фокус-ній відстані
d = 2F
На подвійній фокусній 
відстані 
f = 2F
Дійсне, перевернене, 
натуральної величини
Між подвійною фо -кусною відстанню   
й головним фокусом 
2F > d > F
За подвійною фокусною 
відстанню
f > 2F
Дійсне, перевернене, 
збільшене
У головному фокусі
d = F
Видимого зображення 
немає (зображення  
в нескінченності)
f = ∞
Між головним фоку-сом і лінзою
d < F
Більше відстані предме-та (по той бік лінзи, що  
й предмет)
Уявне, пряме, збіль-шене
176
Графічні вправи для виконання в домашніх умовах
9.1.  Що можна буде побачити на поперечному екрані, якщо його 
помістити в положення 1; 2; 3; 4 ?
   
9.2.     Що  побачить  спостерігач 
у  випадку,  якщо  його  око 
буде розташоване в зоні С?
Категорія: Фізика 7 клас | Додав: uthitel (31.01.2014)
Переглядів: 1179 | Рейтинг: 0.0/0
Всього коментарів: 0
Ім`я *:
Email *:
Код *: