Тема. Линзы. Дефекты зрения. (11 класс)

учитель физики

МБОУ города Кургана

«СОШ № 56»

Тема. Линзы. Дефекты зрения. (11 класс)

Цель урока:

Отработать понятие линзы; Овладеть умениями решать задачи на применение формулы тонкой линзы; Использовать приобретенные знания для установления причин и устранения дефектов зрения.

Тип урока: урок – изучение нового материала (с использованием ИКТ).

Основное содержание учебного материала	Методы и средства изложения материала	Реализация внутрипредметных и межпредметных связей
Построение изображений в собирающей и рассеивающей линзах. Формула линзы. Оптическая сила линзы. Оптические схемы лупы, проекционного аппарата, фотоаппарата и глаза человека. Дефекты зрения и их устранение.	Объяснение учителя с использованием презентации и опорного конспекта (один на парту). Решение задач. Самостоятельная работа учащихся.	Физика (VIII): Линзы. Изображения, даваемые линзой. Глаз и зрение. Очки. Оптические приборы. Анатомия (VIII): Зрительный анализатор. Гигиена зрения. Предупреждение глазных болезней.

Оборудование урока: компьютер, мультимедийный проектор, экран, презентация к уроку, опорный конспект и карточки (см. приложение 1 и 2).

Демонстрации: набор линз, оптические приборы.

Ход урока.

1.  Организационный момент.

Задачи этапа: подготовка учащихся к работе.

2. Этап подготовки учащихся к восприятию учебного материала.

Задачи этапа: обеспечить мотивацию изучения нового материала; актуализация субъективного опыта учащихся.

Слайд № 3

Каким общим понятием можно назвать тела изображенные на рисунках? (Оптические приборы).

Что общего у этих приборов? (Основным элементом оптических приборов является линза).

Первое упоминание о линзах можно найти в древнегреческой пьесе Аристофана «Облака» (424 до н. э.), где с помощью выпуклого стекла и солнечного света добывали огонь.

Такое использование линз часто упоминается в художественной литературе. Многое читали «Таинственный остров» Ж. Верна:

«- Но кто же зажег огонь? - спросил моряк.

- Солнце, - ответил Спилетт...

Действительно, Солнце доставило огонь, которым так востор­гался моряк. Он не верил своим глазам и был до того изумлен, что даже не мог расспрашивать инженера.

-  Значит, у вас было зажигательное стекло? - спросил инженера Герберт.

-  Нет, я его изготовил.

И он показал. Это были просто два стекла, снятые инженером со своих часов и часов Спилетта. Он соединил их края глиной, предварительно наполнив водой, и таким образом получилась на­стоящая зажигательная чечевица, с помощью которой, сосредото­чив лучи на сухом мхе, инженер добыл огонь».

3. Этап усвоения новых знаний.

Задачи этапа: обеспечить восприятие, осмысление и первичное запоминание нового материала.

Слайд № 4

Слово «линза» произошло от немецкого Linsе. Что оно означа­ет? (Чечевица.)

Линза – прозрачное тело, ограниченное двумя сферическими поверхностями.

Тонкая линза - линза, толщина которой мала по сравнению с радиусами кривизны ограничивающих ее сферических поверхностей.

Главная оптическая ось линзы – прямая, проведенная через центры О1 и О2 обеих сферических поверхностей.

Оптический центр линзы – точка О, лежащая на оптической оси в центре линзы.

Слайд № 5

Линзы условно можно разбить на два вида: выпуклые и вогнутые. У вогнутых линз края толще, чем середина. У выпуклых линз - наоборот.

Выпуклые линзы бывают: двояковыпуклыми (а), плосковыпуклыми (б), вогнуто-выпуклыми (в).

Вогнутые линзы могут быть: двояковогнутыми (г), плосковогнутыми (д), выпукло-вогнутыми (е).

Если на выпуклую линзу направить лучи, идущие параллельно главной оптической оси, то: 1) луч, проходящие через оптический центр линзы пройдет, не изменив своего направления; 2) лучи, падающие на линзу параллельно главной оптической оси, после преломления пересекаются («собираются») в одной точке.

Такую линзу называют собирающей.

Собирающая линза - линза, преобразующая пучок параллельных световых лучей в сходящийся пучок.

Главный фокус собирающей линзы - точка, в которой собираются лучи, проходящие через линзу параллельно ее главной оптической оси.

Фокусное расстояние – расстояние от оптического центра до фокуса линзы.

Если на вогнутую линзу направить лучи, идущие параллельно главной оптической оси, то: 1) луч, проходящие через оптический центр линзы пройдет, не изменив своего направления; 2) лучи, падающие на линзу параллельно главной оптической оси, преломятся так, что продолжение этих лучей пересекаются в точке (мнимом фокусе), находящейся перед линзой.

Такую линзу называют рассеивающей.

Рассеивающая линза - линза, преобразующая пучок параллельных световых лучей в расходящийся пучок.

Главный фокус рассеивающей линзы - точка, в которой собираются мнимые продолжения лучей, проходящих через линзу параллельно ее главной оптической оси.

Поясняем «действие» собирающих и рассеивающих линз работая с учебником (, Яворский -11. – М.: Мнемозина, 2010 – с. 110).

Слайд № 6-8 Построение изображений в собирающей и рассеивающей линзах.

Для построения изображения точки достаточно двух пересекающихся лучей, выходящих из линзы. Используют лучи, поведение которых после выхода из линзы известно:

1)  луч, проходящий через оптический центр линзы, идет без преломления;

2)  луч (или его продолжение), падающий на линзу параллельно главной оптической оси, после преломления проходит через фокус;

3)  луч (или его продолжение), проходящий через фокус, после преломления в линзе идет параллельно главной оптической оси.

Слайд № 9 Вывод формулы тонкой линзы.

Из подобия заштрихованных треугольников следует:

Слайд № 10

Формула тонкой линзы.

d – расстояние от предмета до линзы; f - расстояние от линзы до изображения; F – фокусное расстояние.

Слайд № 11

Применяя эту формулу, нужно соблюдать «правило знаков».

Величина	Линза
собирающая	рассеивающая
F	F > 0	F < 0
d	d > 0	d > 0
f	f > 0 Действительное изображение	f < 0
f < 0 Мнимое изображение

Слайд № 12

Оптическая сила линзы равна:

[D] = 1 м-1 = 1 дптр

Величина, обратная фокусному расстоянию, называется оптической силой линзы.

Чем короче фокусное расстояние, тем оптическая сила линзы больше.

Линза	Оптическая сила линзы
Собирающая	D > 0
Рассеивающая	D < 0

Слайд № 13

Увеличение линзы Г – отношение линейных размеров изображения Н к линейным размерам предмета h.

Из подобия заштрихованных треугольников следует:

Слайд № 14 Оптическая схема лупы.

Лупу помещают близко к глазу, а рассматриваемый предмет располагают между лупой и ее передним фокусом. Подбирают положение лупы между глазом и предметом так, чтобы видеть резкое изображение предмета. Оно получается мнимым, прямым, увеличенным и находится на расстоянии наилучшего зрения.

Слайд № 15 Оптическая схема фотоаппарата.

Любой фотоаппарат состоит из: светонепроницаемой камеры, объектива (оптического прибора, состоящего из системы линз), затвора, механизма для наводки на резкость и видоискателя.

При фотографировании предмет располагается на расстоянии, большем фокусного расстояния объектива, а на фотопленке получается действительное, уменьшенное, перевернутое изображение.

Слайд № 16 Строение газа.

Глаз человека представляет собой оптическую систему – роговица, хрусталик, стекловидное тело, а также экран – сетчатка.

Хрусталик имеет форму двояковыпуклой линзы. С помощью ресничной мышцы хрусталик меняет свою кривизну. Этот процесс называется аккомодацией.

Аккомодация – способность глаза к изменению его оптической силы.

Слайд № 17 Проверим вашу память.

Рассмотрите рисунок и ответьте на вопросы:

- Как называется часть глаза под № 1; № 2; № 3; № 4; № 5?

Слайд № 18 Схема преломления параллельных лучей в нормальном глазе.

Способность глаза приспосабливаться к видению как на близком, так и на далеком расстоянии, называется аккомодацией глаза.

Если глаз нормальный, то благодаря аккомодации изображение получается на сетчатке глаза. Глаз называется нормальным, если он в ненапряженном состоянии собирает параллельные лучи в точке, лежащей на сетчатке.

Расстояние наилучшего зрения, при котором детали предмета можно рассматривать без напряжения для нормального глаза, - 25 см.

Слайд № 19

Есть недостатки глаза – близорукость и дальнозоркость.

При близорукости изображение удаленного предмета внутри глаза получается перед глазным дном, а при дальнозоркости изображение близкого предмета получается за глазным дном. Близорукость корректируется рассеивающими линзами, а дальнозоркость - собирающими.

4. Этап закрепления новых знаний.

Задачи этапа: Обеспечить закрепление учащимися знаний, повысить уровень осмысленности изучаемого материала.

Решаем задачи:

№ 39.2. (Тихомирова -11. Рабочая тетрадь. – М.: Мнемозина, 2010).

Фокусное расстояние собирающей линзы 4 см предмет поместили на расстояние 7 см от линзы. На каком расстоянии от линзы получится изображение? Какова оптическая сила линзы?

Дано: СИ: F = 4 см = 0,04 м d = 7 см = 0,07 м f - ? D - ?

Решение:

Слайд № 20-22

№ 39.3. (Тихомирова -11. Рабочая тетрадь. – М.: Мнемозина, 2010).

С помощью линзы, оптическая сила которой D = 25 дптр, необходимо получить увеличенное в 2 раза изображение предмета. На каком расстоянии d перед линзой нужно поместить этот предмет? Решите задачу построением и проверьте расчетом.

Решение:

Решим задачу построением.

1 вариант решения:

Указываем положение предмета и его изображения увеличенного в 2 раза; Определяем положение линзы. Луч, проходящий через оптический центр линзы, не отклоняется от своего направления. Поэтому оптический центр совпадает с точкой пересечения луча и главной оптической оси. D > 0, следовательно, линза собирающая; Определяем положение фокусов линзы (луч параллельный главной оптической оси преломляясь в линзе, пройдет через ее фокус); Определяем величину фокусного расстояния: Масштаб: одна клетка – 0,02 м, следовательно, d = 0,06 м.

2 вариант решения:

1. Через центр линзы проводим главную оптическую ось;

Определяем положение предмета и его изображения. Т. к.

Определяем положение фокусов линзы; Определяем величину фокусного расстояния: Масштаб: одна клетка – 0,02 м, следовательно, d = 0,06 м.

Проверим решение расчетом:

Слайд № 23

На рисунке показаны главная оптическая ось, предмет (сплошной стрелкой), его изображение (пунктирной стрелкой). Определите положение и тип линзы, ее фокусы.

Решение:

Определяем положение линзы; Определяем положение фокусов линзы; Определяем тип линзы.

Ответ: Линза рассеивающая

5. Этап контроля.

Задачи этапа: выяснить качественный уровень усвоения знаний, недостатки в знаниях, установить их причины. Формировать способность к самооценке.

Выполнение самостоятельной работы (см. приложение 2).

Слайд № 24-34

По завершению работы учитель проверяет 3-4 тетради. Остальные учащиеся работают в режиме самопроверки (Слайд № 24).

Далее выясняем недостатки в знаниях и устраняем их причины (Слайд № 25-34).

Примечание. Если на выполнение самостоятельной работы времени на уроке не достаточно, то возможно ее проведение на следующем уроке на этапе проверки знаний у всех учащихся.

6. Этап информации о домашнем задании.

Задачи этапа: Обеспечить понимание учащимися цели, содержания и способов выполнения домашнего задания.

Слайд № 35 Домашнее задание.

§ 39; упр. 16. (, Яворский -11. – М.: Мнемозина, 2010).

7. Этап подведения итогов урока.

Задачи этапа: Совместно с учащимися выявить качественную оценку работы класса.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Линза

Выпуклые Вогнутые

Собирающая Рассеивающая

Формула тонкой линзы

Аккомодация – способность глаза к изменению его оптической силы.

У нормального глаза

дальняя точка аккомодации находится в бесконечности,

расстояние наилучшего зрения полагают равным d0 = 25 см.

Дальнозоркость Близорукость

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Самостоятельная работа

№ 1. На рисунке показан ход лучей от точечного источника света А через тонкую линзу.

Оптическая сила линзы приблизительно равна

1) 17 дптрдптр 3) 8 дптр 4) – 8 дптр

№ 2. Где находится изображение светящейся точки S (см. рисунок), создаваемое тонкой собирающей линзой?

1) в точке 1

2) в точке 2

3) в точке 3

4) на бесконечно большом расстоянии от линзы

№ 3. Собирающая линза дает четкое изображение пла­мени свечи на экране, если свеча располагается на расстоянии 0,2 м, а экран на расстоянии 0,5 м от линзы. Фокусное расстояние линзы приблизительно равно

1) 0,14 м 2) 0,35 м 3) 0,7 м 4) 7 м

№ 4. Предмет высотой 6 см расположен на главной оптиче­ской оси тонкой собирающей линзы на расстоянии 30 см от ее опти­ческого центра. Оптическая сила линзы 5 дптр. Найдите высоту изображения предмета.

1) 6 смсмсмсм

№ 5. На рисунке показан ход луча через линзу. Такую линзу надо поставить в очки человеку, у которого

1) близорукость и прописаны очки +1.0 дптр

2) близорукость и прописаны очки — 5 дптр

3) дальнозоркость и прописаны очки —10 дптр

4) дальнозоркость и прописаны очки + 5 дптр