Конкурс "Я иду на урок"

Линзы

Цели урока: обеспечить качество и прочность усвоения материала по теме «Линзы» через решение учебных задач; оценить сформированность умений применять полученные знания в различных ситуациях; вызвать интерес к физике.

Задачи урока: совершенствование практических навыков по определению фокуса линзы; поиск методологических принципов развития и воспитания ученика.

Оборудование: компьютер; мультимедиапроектор; наливная линза; лазерная указка; проволока; оптические приборы; стакан с прозрачной жидкостью; раздаточные листы; штатив с муфтой и лапкой; линейка; учебники [1, 2], пособие [3].

Ход урока

I. Организационный этап (2–3 мин)

Учитель определяет цели и задачи урока, знакомит учеников с технологической картой, инструктирует их по охране труда и технике безопасности, организует формирование рабочих групп, раздачу приборов и рабочего материала.

2. Физическая зарядка (5–7 мин)

С целью активизации мыслительной деятельности школьников проводится фронтальный опрос в форме игры «Покорение крепости Знаний».

Условия игры. Нужно покорить крепость Знаний, отвечая на вопросы. При правильном ответе играющий получает право очередного хода, в противном случае усложняется дальнейший ход покорения этой крепости. Команда покорителей имеет шанс взять знамя только при одной ошибке. Игра даётся в виде интерактивной презентации. На главной странице с рисунком крепости Знаний в кружочках – номера вопросов. Участник подводит курсор к номеру вопроса и, нажав один раз на левую кнопку мышки (ЛКМ) на активной странице, получает задание. Потом подводит курсор к вероятному,с его точки зрения, ответу и ещё раз нажимает ЛКМ. Если ответ неверный, на экране высвечивается крест, сопровождаемый звуком взрыва. В случае правильного ответа появляется развевающееся знамя. Обратный переход на активную страницу и на главную страницу осуществляется путём нажатия на кнопку «Выход меню». Учитель отмечает активных игроков.

Вопросы

1. Какое утверждение справедливо применительно к линзам?

А) Свет преломляется на плоской границе сред;

Б) свет преломляется на сферических поверхностях;

В) свет полностью отражается на сферических поверхностях;

Г) свет полностью отражается на плоской границе сред.

2. Какая линза является рассеивающей?

3. Что не показано на рисунке?

А) Оптический центр линзы; главная оптическая ось; главный фокус;

Б) фокальная плоскость; продолжение световых лучей; побочная ось;

В) фокус; вогнутая линза; главный фокус;

Г) световые лучи; продолжение световых лучей; два главных фокуса.

4. Какой оптический прибор даёт мнимое прямое увеличенное изображение? Покажите это изображение.

А) Бинокль; Б) плоскопараллельная пластина; В) лупа; Г) призма.

III. Теоретические и экспериментальные задания с целью закрепления полученных знаний и умений (25–30 мин)

• Определение фокуса линзы путём построения. В интерактивной презентации текст условий задач озвучивается, а ответ проверяется с помощью гиперссылок в режиме слайд-шоу с комментарием учителя: «Обратите внимание!»

Деятельность учащихся: знакомство с заданием, обсуждение способов его выполнения, выполнение «черновых» решений в тетрадях. Первый выполнивший показывает своё решение на доске.

Деятельность учителя: консультативная помощь.

Задача 1. Выполнив необходимые построения, найдите положение главных фокусов линзы, изображённой на рисунке справа.

Задача 2. Найдите положение главного фокуса линзы, изображённой на рисунке слева.

 

Задача 3 (решают одновременно двое учащихся у доски: кто первый?). Построением определите положение главных фокусов линзы, находящейся в полом прозрачном ящике.

Задача 4. Построением определите положение главных фокусов линзы, находящейся в таком же прозрачном ящике, но с растительным маслом. (Учащиеся приходят к выводу, что для решения задач 3 и 4 нужно найти фокальную плоскость, побочную ось, главную оптическую ось, продолжения световых лучей, а также выяснить, в какой среде находится линза.)

• Определение фокуса линзы аналитически. (К доске вызывается сильный ученик, остальные работают на местах. Первые трое, решившие задачу правильно, получают оценку и консультируют остальных.)

Задача 5. Из тонкой плоскопараллельной стеклянной пластинки изготовили три линзы. Фокусное расстояние линз 1 и 2, сложенных вместе, равно F₁₂. Фокусное расстояние сложенных вместе линз 2 и 3 равно F₂₃. Определите фокусное расстояние каждой линзы.

Вариант решения. Оптическая сила линз, сложенных вплотную, равна сумме оптических сил, составляющих эту систему линз. Как видно из рисунка, линзы 1 и 3 плоско-выпуклые, их оптические силы равны соответственно 1/F₁ и 1/F₃, линза 2 двояковогнутая, её оптическая сила равна –1/F₂.

Оптическая сила системы из линз 1 и 2 равна:

Оптическая сила системы из линз 2 и 3 равна:

При сложении трёх линз образуется плоско-параллельная пластинка, и оптическая сила этой системы равна нулю, т. к. обе поверхности плоские: R₁ = ∞, R₂ = ∞, а

Для этого случая

После подстановки (1) в (4) получаем

• Определение фокуса линзы и показателя преломления экспериментально

Задание 1 (выполняется на отдельном листке, который сдаётся учителю и оценивается им). Определение фокуса капли. Приборы и материалы: экран, касторовое масло, глицерин, тонкая проволока, миллиметровая линейка, штангенциркуль.

Ход работы

Достаточный уровень: • Изогните конец проволоки кольцом диаметром 4–5 мм и обмакните его в прозрачную жидкость, чтобы получилась капля, похожая на чечевицу • Получите на экране чёткое изображение бесконечно удалённого предмета с помощью этой капли • Измерьте расстояние от центра капли до изображения • Измените размер капли и измерьте расстояние от центра капли до изображения • Запишите данные в табл. 1.

Таблица 1

Опыт	Жидкость	Фокусное расстояние, м
1	Касторовое масло
2	Глицерин

Повторите все действия с другой жидкостью.

Высокий уровень: • Оцените зависимость фокусного расстояния от радиуса кривизны капли. Опишите порядок выполнения этого пункта • Сделайте выводы.

Задание 2 (порядок действий учащиеся должны составить сами; можно воспользоваться подсказкой, достав её из нумерованного конверта). Определение показателя преломления жидкости.

Одна собирающая наливная линза при комнатной температуре заполнена пресной водой, а другая такая же – неизвестной прозрачной жидкостью. Экспериментально определите, что это за вещество.

Подсказка 1. Получите чёткое изображение бесконечно удалённого предмета на экране, даваемое наливной линзой с водой. Измерьте расстояние от центра линзы до изображения, запишите данные в табл. 2.

Таблица 2

Опыт	Жидкость	Фокусное расстояние, м	Показатель преломления
1	Вода
2	Неизвест.

Повторите описанные действия, взяв линзу с неизвестной жидкостью. Запишите данные в табл. 2.

Подсказка 2. Используя формулу 3 (см. задачу 5), найдите отношение показателей преломления.

Подсказка 3. Рассчитайте показатель преломления неизвестной жидкости и по данным табл. 3 выясните, что это за вещество. Результаты запишите в табл. 2.

Таблица 3

Вещество (при 20 °С)	Показат. преломления
Вода Раствор сахара в воде (80%) Бензин Ацетон Касторовое масло	1,33 1,36 1,41 1,36 1,48

 

• Рефлексия (ответы на видеовопросы учащихся других классов, которые заранее записаны на цифровую видеокамеру и отредактированы с помощью MovieMaker)

Видеовопрос 1. Сайрес Смит, герой произведения Жюль Верна, чтобы разжечь костер, взял «два стекла, снятые с часов инженера Спилета. Наполнив их водой и скрепив их края с помощью глины, Сайрес Смит сфабриковал настоящее зажигательное стекло, которое сосредоточило лучи солнца на охапке сухого мха и воспламенило его».

? Как герою произведения нужно было держать зажигательное стекло относительно охапки мха?

Видеовопрос 2. Известно, что опытные ныряльщики одевают полые (воздушные) очки, которые действуют, как увеличительное стекло.

? Какой формы должны быть линзы этих очков?

4. Подведение итогов урока (2–3 мин)

Домашнее задание

– Экспериментальное: изготовьте ледяную линзу, для чего налейте в чашку талую воду и заморозьте её. Затем, слегка подогрев чашку, выньте готовую линзу. Определите её фокусное расстояние.

– Творческое: придумайте сказку, стихотворение, кроссворд, ребус и т. д. на тему «Линзы».

– Задача. Точечный источник света находится на главной оптической оси рассеивающей линзы. Если его поместить в точку А, то изображение расположится в точке В. Если поместить источник в точку В, то его изображение расположится в точке С. Зная расстояние между точками А и В (а = 20 см) и между точками В и С (b =10 см), найдите фокусное расстояние линзы.

 

Литература

1. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б. Физика. 11 класс: учебник для общеобразоват. учреждений. – М.: Просвещение, 2004.
2. Тихомирова С.А. Дидактические материалы по физике. 7–11 классы. М.: Школьная пресса, 2003.
3. Перельман Я.И. Занимательная физика. М.: Наука, 1991.

 

Геннадий Васильевич Дмитриев – учитель физики, выпускник Чувашского госуниверситета им. И.Н. Ульянова 1992 г., педагогический стаж 17 лет. Лауреат республиканского фестиваля учителей физики и математики. Ученики регулярно занимают призовые места на районных олимпиадах по физике и на физматолимпиадах, проводимых вузами Чувашии.