Конспект урока "Решение типовых задач по оптике (линзы) повышенной сложности части"




Открытый урок
Тема урока: Решение типовых задач по оптике (линзы) повышенной
сложности части С.
Барандыч Ольга Викторовна
Учитель физики высшей квалификационной категории
Лицей ИСТЭк, г. Краснодар
Учебник «Физики» - Г. Л. Мякишев, А. З. Синяков.
Тип урока. Комбинированный урок
Цель урока: Организация продуктивной деятельности школьников,
направленный на достижение ими результатов.
Личностных:
- стимулировать способность анализировать учебный материал;
- систематизировать, находить общие методы решения задач;
- самостоятельно приобретать новые знания и практические умения.
Предметные:
- овладеть опытом решения задач повышенной сложности при подготовке к
итоговой аттестации.
Межпредметные:
- формировать умение анализировать, систематизировать полученную
информацию;
- выработать психологическую устойчивость при решении трудных задач;
Задачи урока
Развивающие:
- развивать и совершенствовать умения применять имеющие у учащихся
знания в измененной ситуации;
- формировать умение анализировать систематизировать учебный материал;
- формировать умение прогнозировать решение задачи;
Воспитательная:
- воспитать чувство ответственности;
- воспитать убеждение в необходимости систематического накопления
знаний;
- воспитать уверенность в своих силах и возможностях решения сложных
задач.
Образовательные:
- закрепить знания по геометрической оптике;
- рассмотреть задачи прикладного характера;
- научить определять тип задачи для того, чтобы выбрать способ решения.
Необходимое техническое оборудование; компьютер, экран,
демонстрационный набор L-оптика.
Ход урока
1 Организационный момент:
- включить учащихся в учебную деятельность;
- определить содержательные рамки уроки.
Ребята сегодня у нас обобщенное практическое занятие по теме:
«оптика, линзы». Мы систематизируем задачи по этой теме по типам. К
каждому типу выберем свой метод решения
2 Актуальность знаний учащихся (фронтальный опрос). Смотри
приложение №1:
- что такое линза;
- какие виды линз вы знаете;
- какие линзы называют тонкие;
- назовите характеристики линз;
- постройте изображение предмета, находящегося на любом расстоянии от
оптического центра собирающей линзы. Охарактеризуйте это изображение;
- постройте изображение предмета, находящегося на любом расстоянии от
оптического центра рассеивающей линзы. Охарактеризуйте это изображение;
- какие оптические приборы вы знаете, основными элементами которых
являются линзы.
3 Решение задач. Приложение №2:
Условие задачи на экране.
3.1 Рассмотрим задачи А-типа.
К этому типу относятся задачи для решения которых необходимо
получить изображение предмета при помощи линзы. При построении
необходимо использовать побочные оси [3].
Задача №1 Определить построением положение фокусов линзы, если задана
главная оптическая ось и ход произвольного луча
Задача №2 Условимся считать изображение на пленке фотоаппарата резким,
если вместо идеального изображения точка на пленке получается
изображение пятна диаметром не более 0,05 мм. Поэтому, если объектив
находится на фокусном расстоянии от пленки, то резкими считаются не
только бесконечно удаленные предметы, но и все предметы, находящиеся
дальше некоторого расстояния d. Определите это расстояние, если фокусное
расстояние объектива 50 мм, а «относительное отверстие» (отношение
фокусного расстояния к диаметру входного отверстия объектива) а=4.
Сделайте рисунок, поясняющий образование пятна [5].
3.2 Рассмотрим задачи Б типа. Это расчетные задачи на формулу
тонкой линзы.
1 1 1
F d f
Вопрос №1 В каких случаях перед дробью стоит знак «+», а в каких
знак «-»?
Ответ: Если линза собирающая, то ее фокус действительный и перед
членом
1
F
ставится знак «+». В случае рассеивающей линзы
F<0
, и перед
членом
1
F
ставится знак «-». Перед членом
1
f
ставится знак «+» в случае
действительного изображения, и знак «-» в случае мнимого изображения.
Перед членом
1
d
ставится знак «+», в случае действительной светящейся
точки и «-» если она мнимая (т.е. на линзу падает сходящийся пучок лучей,
продолжение которых пересекаются в одной точке).
Вопрос №2 Что такое линейное увеличение?
Ответ: Линейным увеличением называют отношение линейного
размера изображения к линейному размеры предмета.
h
- высота предмета.
H высота изображения.
.
H
h
f
d
.
К задачам такого типа относят задачи №1064-1071 (Рымкевич А.П.
Физика. Задачник 10-11 кл.) [2]
Эти задачи были решены на предыдущем уроке. Поэтому
переходим к задачам В – типа.
3.3 Задачи В – типа – это задачи расчета оптических систем; в которые
входят линзы, зеркала. В таких задачах используются формулы тонкой
линзы, причем изображение полученное при помощи одной линзы (зеркала)
становится предметом для другой линзы.
Задача №3 На оси Ох в т.
1
x
=10 см находится тонкая рассеивающая
линза с фокусным расстоянием
1
f
=-10 см, а в точке
2
x
=25 см – тонкая
собирающая линза. Главные оптические оси обеих линз совпадают с осью
Ох. Свет от точечного источника, расположенного в точке х=0, пройдя
данную оптическую систему распространяется параллельным пучком. Найти
фокусные расстояния собирающейся линзы
2
f
[4].
3.4 Задачи Г-типа решаются по формуле
1
2 1 2
n 1 1
F ( 1)( )
n R R
, где
1
n
- абсолютный коэффициент преломления материала линзы;
2
n
- абсолютный коэффициент преломления среды, в которой находится
линза.
Задача №4 Стеклянная линза имеет в воздухе (
n1
) оптическую силу
D=5 дптр. Найти фокусное расстояние F той же линзы, погруженной в воду.
Показатель преломления стекла
ст
n 1,5
, воды
в
n 1,33
[4].
4.Домашнее задание
№1497, 1507 (Сборник задач по физике: для 9-11 кл общеобразовательных
учреждений / сост. Г.Н. Степанова)
Заключение
На этом уроке мы проанализировали способы решения задач
повышенной сложности. Задачи поля С легко решаются, если правильно
определить типы этих задач. Это один из методов подготовки к итоговому
аттестационному экзамену. Желаю вам успехов.
Список литературы
1. Мякишев Г.Я., Синяков А.З. Физика. Оптика. Квантовая физика. 11
кл. Профильный уровень: учеб. для общеобразоват. учреждений. 7-е изд.,
стереотип. – М.: Дрофа, 2009. 462, [2] c. : ил.
2. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б. Физика. учеб. для 11 кл общеобразоват
учреждений. –15-е изд – М.: Просвящение, 2006. – 381, [2] л. : ил.
3. Кирик Л.А. Физика 10. Разноуровневые самостоятельные и
контрольные работы. М.: Илекса, 2005. – 192 с.: ил.
4. Бендриков Г.А., Буховцев Б.Б., Керженцев В.В., Мякишев Г.Я.
Задачи по физике: для поступающих в вузы. Учеб. пособие для подгот.
отделений вузов. – 10-е изд., стереотип. – М.: ФИЗМАТЛИТ 2010. -344 с.
5. Демидова М.Ю., Нурминский И.И. ЕГЭ 2008. Физика. Федеральный
банк экзаменационных материалов. - М.: Эксмо, 2008. – 320 с.
Приложение №1
1. Прозрачное тело, ограниченное двумя сферическими поверхностями,
называется линзой.
2. Одна из поверхностей может быть плоской, т.е. сферическая поверхность с
бесконечным радиусом кривизны. Линза может быть ограничена двумя
сферическими поверхностями (двояковыпуклая линза, выпуклой
сферической поверхностью и плоскостью (плоско- выпуклая) линза,
выпуклой и вогнутой сферической поверхностями (вогнуто-выпуклая линза).
3. Если толщина линзы пренебрежительно мала по сравнению с радиусами
12
,RR
поверхностями линзы и расположениями предмета от линзы такую
линзу называют тонкой.
4
4.1 О оптический центр линзы.
4.2 Прямая
, проходящая через центр сферической поверхности,
которая ограничивает линзу, называют ее главной оптической осью.
4.3 Любая линия проходящая через центр линзы называется побочной
оптической осью.
4.4 F фокус точка на оптической оси, где пересекаются лучи идущие
параллельно оптической оси. Фокус может быть действительным или
мнимым
5 Плоскость перпендикулярная оптической оси, проходящая через фокус
называется фокальной плоскостью.
5
Изображение действительное, обратное, увеличенное
6
Изображение прямое, мнимое, меньшенное
6 На законах геометрической оптики основано устройство и действие
разнообразных оптических приборов.
Действительное изображение дает фотоаппарат, проекционный
аппарат. Оптические приборы «вооружающие глаз»- лупа, микроскоп. Эти
приборы позволяют получить увеличенное изображение.
Оптические приборы, предназначенные для рассмотрения удаленных
приборов- зрительные трубы, телескопы [1].
Приложение № 2
Задача №1
Решение
Задача №2
Решение
ВАС KDZ
;
dF
ВС KZ
;
F
=4
KZ
;
22
4
2
F BC F 25 10
d= 1,25 10 мм
KZ KZ
4 5 10


.
Задача №3
Решение
Из условия задачи следует, что лучи после прохождения через
собирающую линзу собираются параллельным пучком, это означает, что они
идут через фокус этой линзы.
1 1 1
1 1 1
d f F
;
2 2 1 1
F x -x d
,
1
d
=
1
f
,
1
f
- расстояние от изображения до рассеивающей
линзы;
1 1 1
1 1 1
d F f
;
11
1 1 1 2 1
10 10 f 10 f

;
1
f5
см;
2
F (25 10) 5 20
см.
Задача №4
Решение
cт
12
n
11
D ( -1)( + ),
n R R
cт
в 1 2
n
1 1 1
( -1)( + ),
F n R R
отсюда
в cт
cтв
n n 1
F 0,8
D n n

м.