Урок по теме: «Линзы. Их характеристики. Формула тонкой линзы» (11 класс)

Урок по теме: «Линзы. Их характеристики. Формула тонкой линзы»
Цель урока: 1) Изучить виды линз, их характеристики и оптические свойства.
2) Сформировать умения строить ход лучей в линзах.
3) Ввести формулу тонкой линзы.
4) Рассмотреть зависимость оптической силы линзы от относительного показателя преломления линзы и радиуса кривизны поверхностей, ограничивающих линзу.

Ход урока
Организационный момент.
Проверка домашнего задания:
а) решение домашней задачи на доске (построение изображения в сферическом зеркале);

в) фронтальный опрос:
-какое зеркало называется плоским, сферическим, выпуклым, вогнутым?
-какие свойства имеет изображение в плоском зеркале?
-дать определение характеристикам сферического зеркала (оптический центр, оптическая ось, полюс, главная оптическая ось, фокус, фокусное расстояние);
-у какого зеркала фокус действительный, мнимый?
-какое свойство имеют лучи, падающие на зеркало вдоль оптической оси?
-какое изображение может давать вогнутое зеркало?
-какое изображение может давать выпуклое зеркало?
3. Изучение нового материала.
Мотивация.
Не все тела мы можем детально рассмотреть, приближая их к глазу. Есть предметы, которые мы даже не можем приблизить (например, небесные тела) или они настолько малы, что невозможно их увидеть. В таких случаях используются оптические системы. Основной их частью является линза.
Актуализация опорных знаний.
Вопрос: Что представляет собой линза? Что общего у линзы и сферического зеркала?
Объяснение материала
Прозрачное тело, ограниченное сферическими поверхностями, называют линзой.Линза может быть ограничена двумя выпуклыми поверхностями (двояковыпуклая линза), выпуклой сферической поверхностью и плоскостью (плосковыпуклая), выпуклой и вогнутой  сферическими поверхностями (вогнуто-выпуклая линза).
Демонстрация линз
Если толщина линзы пренебрежимо мала по сравнению с радиусами сферических поверхностей линзы и расстоянием от предмета до линзы, то такие линзы называют тонкими.
Виды линз:
-собирающие (экран 6.1) -линзы, после преломления в которых параллельный пучок света становится сходящимся;
-рассеивающие (экран 6.2)- линзы, после преломления в которых параллельный пучок света становится расходящимся.
Основные точки и линии для построения изображения в линзе (экран 7.1; 9.1):
Прямая, проходящая через центры  сферических поверхностей, которые ограничивают линзу, называют главной оптической осью. Точку пересечения главной оптической оси с линзой называют оптическим центром.  Любую другую прямую, проходящую через оптический центр, называют побочной оптической осью. Точка,  в которой пересекаются после преломления в собирающей линзе лучи, падающие на неё параллельно главной оптической оси, называют главным фокусом линзы.  У линзы два главных фокуса.  Они располагаются по обе стороны линзы на одинаковых расстояниях от неё. Эти расстояния называют фокусным расстоянием линзы.(экран 7.2; 9.2)
Вопрос: У какой линзы фокусы действительные, мнимые?
Плоскость, проведенная через фокус линзы перпендткулярно к главной оптической оси, называется фокальной плоскостью (интерактивный экран 7.3)
Вопрос: Где пересекаются после преломления параллельные лучи, падающие на линзу под углом к главной оптической оси?(в фокальной плоскости).
Построение изображений в линзах:(экран 8.1)

Задание: 1) Построить изображение в собирающей линзе, если
2F >d>F (1 ряд)
d=F (2 ряд)
d<F (3 ряд)
Дать характеристику изображению.(интерактивный экран 8.5)
2) (экран 9.3) Построить изображение в рассеивающей линзе при тех же условиях. Дать характеристику изображению.(интерактивный экран 9.5)
Характеристики линз:
Фокусное расстояние линзы обозначают  буквой  F.
Величина фокусного расстояния определяется относительным показателем преломления вещества линзы и радиусами ее сферических поверхностей:
1/F=(n-1)(1/R+1/R) , где n = n линзыn средыВ данной формуле радиусы выпуклых поверхностей берутся со знаком плюс, а вогнутых - со знаком минус.
Величину, обратную фокусному  расстоянию называют  оптической силой линзы и обозначают буквой  D:
D = 1/ F.
Оптическая сила характеризует оптические свойства линзы.
Если D > 0, линза собирающая,если D < 0, линза рассеивающая.Оптическую силу линз выражают в диоптриях (дптр).
Оптической силой в 1 дптр обладает линза с фокусным  расстоянием 1 м.
Оптическая сила системы линз равна алгебраической сумме оптических сил этих линз.
Формула тонкой линзы:
D=1/F=1/d+1/f
d- расстояние от линзы до предмета
f- расстояние от линзы до изображения(экран)
В приведенной формуле необходимо соблюдать правило знаков: если фокус мнимый(линза рассеивающая),то фокусное расстояние берется со знаком минус; если изображение предмета мнимое, то величина f берется со знаком минус.
Линейное увеличение линзы:
Г=H/hГ=f/d (следует из подобия треугольников, см. рисунок)
Тест из интерактивного пособия.
4. Д/з. § Приготовить сообщение об изобретении, принципе работы, какого- либо оптического прибора.
Использовано интерактивное учебное пособие «Геометрическая и волновая оптика»