Лещи: видове лещи (физика). Видове събирателни, оптични, разсейващи лещи
Лещата представлява тяло, прозрачно и ограничено. Ограничителите на тялото на лещата най-често са или две извити повърхности, или едната извита, а другата плоска. Както знаете, лещите могат да бъдат изпъкнали или вдлъбнати. Съответно, леща, чиято средна равнина е удебелена спрямо нейните краища, е изпъкнала. Вдлъбнатите лещи представят различна картина: средата им е по-тънка спрямо повърхността на ръба. Ако индексът на пречупване на лъчите заобикаляща средапо-малко в сравнение със същия индикатор на изпъкнала леща, тогава в него лъчът, образуван от успоредни лъчи, се пречупва и се трансформира в събиращ се лъч. Вдлъбнати лещи с такива свойства се наричат събирателни лещи. Ако във вдлъбната леща лъч от паралелно насочени лъчи се превръща в дивергент при пречупване, тогава това са дивергентни вдлъбнати лещи, в тях въздухът действа като външна среда.
Лещата е сферична повърхност с геометрични центрове. Правата линия, която свързва центровете, е главната оптична ос. Тънките лещи имат дебелина, по-малка от радиуса на кривина. За такива лещи е вярно, че техните сегментни върхове са близко разположени и представляват оптичен център. В този случай вторична ос е всяка права линия, минаваща през центъра под ъгъл спрямо правата линия, свързваща центровете на сферичните повърхности. Но за да се определи основният фокус на една леща, е достатъчно да си представим, че лъч от лъчи удря събирателна вдлъбната леща. Освен това тези лъчи са успоредни на главната ос. След пречупване такива лъчи ще се съберат в една точка, която ще бъде фокусът. На фокус можете да видите продължението на лъчите. Това са лъчи, насочени успоредно на главната ос преди пречупване. Но този трик е въображаем. Има и основен фокус на разсейващата леща. Или по-скоро два основни фокуса. Ако си представите главната оптична ос, тогава основните фокуси ще бъдат върху нея на еднакво разстояние от центъра. Ако изчислим количество, което ще бъде обратното на фокусно разстояние, тогава получаваме оптичната мощност.
Единицата за оптична сила на лещата е диоптърът, ако имаме предвид системата SI. Характерното е, че събирателната леща има своя оптична мощносте положителна стойност, докато за разсейваща ще бъде отрицателна. Ако равнината има свойството да минава през главния фокус на лещата и в същото време да е перпендикулярна на главната ос, тогава това е фокалната равнина. Надеждно е известно, че лъчите под формата на лъч, насочен към лещата и в същото време успореден на вторичната оптична ос, ще бъдат събрани в пресечната точка на оста и фокалната равнина. Способността на лещите да отразяват и пречупват се използва в оптичните инструменти.
Всички знаем примери за ежедневна употреба на лещи: лупа, очила, фотоапарат, в науката и изследванията това е микроскоп. Значението на откриването на свойствата на лещите за хората е огромно. В оптиката най-често се използват сферични лещи. Те са направени от стъкло и са ограничени до сфери.
Барабинският клон на Новосибирския колеж по транспортни технологии на името на Н.А. Лунина.
Учител: Нагога Екатерина Михайловна.
Тема: „Лещи. Конструкция в лещи. Формула за тънка леща."
Мишена: дават знания за лещите, техните физични свойстваи характеристики.
По време на часовете
Организиране на времето
Поздравления.
Преглед домашна работа.
II. Учене на нов материал
Явлението пречупване на светлината е в основата на действието на лещите и много оптични инструменти, използвани за управление на светлинните лъчи и получаване на оптични изображения.
Лещи е оптично прозрачно тяло, ограничено от сферични повърхности. Съществувадва вида лещи :
а) изпъкнал;
б) вдлъбнат.
Има изпъкнали лещи : двойно изпъкнали, плоско-изпъкнали, вдлъбнато-изпъкнали.
Вдлъбнати лещи могат да бъдат : двойновдлъбнати, плоско-вдлъбнати, изпъкнали-вдлъбнати.
Наричат се лещи, чиито центрове са по-дебели от краищата имсъбиране , и които имат по-дебели ръбове- разсейване (слайдове 3,4) .
Експериментирайте
Лъч светлина е насочен към двойноизпъкнала леща. Ние гледамесъбирателният ефект на такава леща: всеки лъч, падащ върху лещата, след като бъде пречупен от нея, се отклонява от първоначалната си посока, приближавайки се до главната оптична ос.
Описан опит естественозапознава учениците с концепциите за главен фокус и фокусно разстояние на обектив.
Разстоянието от оптичния център на лещата до главния й фокус се наричафокусно разстояние на обектива . Обозначава се с букватаЕ, като самия трик (слайдове 4-6).
След това се определя пътя на светлинните лъчи през разсейваща леща. По подобен начин се разглежда въпросът за действието и параметрите на разсейващата леща. Въз основа на експериментални данни можем да заключим: фокусът на разсейващата леща е въображаем (слайд 7).
III . Конструкция в лещи.
Изграждането на изображение на обекти с определена форма и размер чрез леща се получава по следния начин: да кажем, че линията AB представлява обект, разположен на определено разстояние от лещата, което значително надвишава нейното фокусно разстояние.
От всяка точка на обекта през лещата ще преминат безброй лъчи, от които за по-голяма яснота фигурата схематично показва хода само на три лъча.
(слайдове 8,9)
Ако обектът е на безкрайно разстояние от лещата, тогава изображението му се получава в задния фокус на лещата F'валиден , с главата надолу И намалена докато заприлича на точка.
(слайд 10)
Ако се постави обект между предния фокус и двойното фокусно разстояние, изображението ще се получи зад двойното фокусно разстояние и ще бъде реално, обърнато и увеличено.
(слайд 11)
Ако даден обект е поставен на двойно фокусно разстояние от лещата, тогава полученото изображение е от другата страна на лещата на двойно фокусно разстояние от него. Изображението е реално, обърнато с главата надолу и равно по размер на обекта.
(слайд 12)
Ако обектът е близо до лещата и е на разстояние, надвишаващо двойното фокусно разстояние на лещата, тогава изображението му ще бъдевалиден , с главата надолу И намалена и ще се намира зад основния фокус в сегмента между него и двойното фокусно разстояние.
(слайд 13)
Ако обектът е в равнината на предния основен фокус на лещата, тогава лъчите, преминаващи през лещата, ще вървят успоредно и изображението може да се получи само в безкрайност.
(слайд 14)
Ако обектът е поставен на разстояние, по-малко от основното фокусно разстояние, тогава лъчите ще излязат от лещата в разклоняващ се лъч, без да се пресичат никъде. Изображението е тогававъображаем , директенИ уголемени , т.е в такъв случайлещата работи като лупа.
(слайд 15)
IV. Извеждане на формулата за тънка леща.
(слайд 16)
От сходството на защрихованите триъгълници (фиг. 70) следва:
(слайд 17)
Къдетод - разстояние на обекта от обектива;fразстояние от обектива до изображението;Е - фокусно разстояние. Оптичната сила на лещата е:
При изчисляване числените стойности на реалните количества винаги се заместват със знак „плюс“, а въображаемите със знак „минус“ (слайд 18).
Линейно увеличение
От сходството на защрихованите триъгълници (фиг. 71) следва:
(слайд 19)
V. Затвърдяване на изучения материал.
Защо фокусът на разсейващата леща се нарича въображаем?
По какво реалното изображение на точка се различава от въображаемото?
По какъв знак можете да разберете дали тази леща е събирателна или разсейваща, съдейки само по нейната форма?
Посочете свойството на изпъкнала леща.(Събирайте успоредни лъчи в една точка.)
Решаване на задачи № 1064, 1066 (P) (слайдове 20,21)
§ 63-65, № 1065(R)
Видове лещи Тънки - дебелината на лещата е малка в сравнение с радиусите на повърхностите на лещата и разстоянието на обекта от лещата. Формула за тънка леща 1 1 + 1 = F d f . F= d f ; d+ f където F – фокусно разстояние; d е разстоянието от обекта до лещата; f – разстояние от лещата до оптичния център на изображението R 1 О О 1 главна оптична ос R 2 О 2
Характеристики на лещите 1. Фокусно разстояние Точката, в която се пресичат лъчите след пречупване в лещата, се нарича главен фокус на лещата (F). Е
Характеристики на лещите 1. Фокусно разстояние Събирателната леща има два основни действителни фокуса. F Фокусно разстояние (F)
Характеристики на лещите 2. Оптична сила на леща Реципрочната стойност на фокусното разстояние се нарича оптична сила на лещата D = 1/F Измерена в диоптри (доптри) 1 диоптър = 1/m Оптичната сила на събирателна леща се счита положителна стойност, а разсейващата леща се счита за отрицателна стойност.
Защита на зрението Вие трябва: Не трябва: • да гледате предмет, да четете по време на хранене, на свещ, в движещо се превозно средство и в легнало положение; разстояние най-малко 30 см, седнете на компютъра на разстояние 6070 см от екрана, от телевизора - 3 м (екранът трябва да е на нивото на очите); Ш, така че светлината да пада от лявата страна; Ш умело използват домакински уреди; Ш трябва да се извършват видове работи, опасни за очите специални очила; § гледайте телевизия непрекъснато повече от 2 часа; § така че осветлението на стаята да е твърде ярко; § открито гледайте преките лъчи слънчева светлина; § Разтрийте очите си с ръце, ако попаднете на прах. Ш при удар чуждо тялоизбършете окото си чисто мокра кърпичка. Ако забележите проблеми със зрението си, консултирайте се с лекар (офталмолог).
Изпълнено от: учител на Кузнецка гимназия Пряхина Н.В.
План на урока
Етапи на урока, съдържание | Форма | Дейности на учителя | Студентски дейности |
1. Преглед на домашното 5 мин |
|||
2.1. Въведение в понятието леща | Мислен експеримент | Провежда мисловен експеримент, обяснява, демонстрира модел, рисува на дъската | Проведете мисловен експеримент, слушайте, задавайте въпроси |
2.2. Идентифициране на характеристики и свойства на леща | Поставя проблемни въпроси и дава примери | ||
2.3. Обяснение на пътя на лъчите в леща | Повдига проблемни въпроси, рисува, обяснява | Отговорете на въпроси и направете изводи |
|
2.4. Въвеждане на понятието фокус, оптична сила на леща | Задава насочващи въпроси, рисува на дъската, обяснява, показва | Отговаряйте на въпроси, правете изводи, работете с тетрадка |
2.5. Изграждане на изображение | Обяснение | Разказва, демонстрира модел, показва банери | отговаряйте на въпроси, рисувайте в тетрадка |
3. Затвърдяване на нов материал 8 мин |
|||
3.1. Принципът на изграждане на изображението в лещите | Повдига проблемни въпроси | Отговорете на въпроси и направете изводи |
|
3.2. Тестово решение | Работете по двойки | корекция, индивидуална помощ, контрол | Отговаряйте на тестови въпроси и си помагайте |
4.Домашна работа 1мин |
|||
§63.64, ex.9 (8) Да може да състави разказ по план. |
Урок. Лещи. Построяване на изображение в тънка леща.
Мишена:Дайте знания за лещите, техните физически свойства и характеристики. Да развиете практически умения за прилагане на знания за свойствата на лещите за намиране на изображение с помощта на графичния метод.
Задачи: изучават видовете лещи, въвеждат понятието тънка леща като модел; въведе основните характеристики на лещата – оптичен център, главна оптична ос, фокус, оптична сила; развиват способността да конструират пътя на лъчите в лещите.
Използвайте решаването на проблеми, за да продължите да изграждате умения за изчисляване.
Структура на урока: образователна лекция (основно нов материалучителят представя, но учениците си водят бележки и отговарят на въпросите на учителя, докато представят материала).
Междупредметни връзки: рисуване (конструиране на лъчи), математика (изчисления с помощта на формули, използване на микрокалкулатори за намаляване на времето, изразходвано за изчисления), социални науки (концепцията за законите на природата).
Учебно оборудване: снимки и илюстрации на физически обекти от мултимедийния диск „Мултимедийна библиотека по физика“.
Обобщение на урока.
За да се повтори наученото, както и да се провери дълбочината на усвояване на знанията от учениците, се провежда фронтално проучване по изучаваната тема:
Какво явление се нарича пречупване на светлината? Каква е неговата същност?
Какви наблюдения и експерименти предполагат промяна в посоката на разпространение на светлината, когато тя преминава в друга среда?
Кой ъгъл - на падане или на пречупване - ще бъде по-голям, ако лъч светлина премине от въздух към стъкло?
Защо, докато сте в лодка, е трудно да уцелите риба, плуваща наблизо, с копие?
Защо изображението на обект във вода винаги е по-малко ярко от самия обект?
В какъв случай е ъгълът на пречупване равен на ъгълпадане?
2. Учене на нов материал:
Лещата е оптически прозрачно тяло, ограничено от сферични повърхности.�
Изпъкналлещите са: двойноизпъкнали (1), плоско-изпъкнали (2), вдлъбнато-изпъкнали (3).
Вдлъбнатлещите са: двойновдлъбнати (4), плоско-вдлъбнати (5), изпъкнали-вдлъбнати (6).
IN училищен курсще учим тънки лещи.
Леща, чиято дебелина е много по-малка от радиусите на кривината на нейните повърхности, се нарича тънка леща.
Наричат се лещи, които преобразуват сноп от успоредни лъчи в събиращ се и го събират в една точка събиранелещи.
Наричат се лещи, които преобразуват сноп от успоредни лъчи в разминаващ се разсейванелещи.�Точката, в която се събират лъчите след пречупване, се нарича фокус. За събирателна леща – важи. За разпиляване - имагинерно.
Нека разгледаме пътя на светлинните лъчи през разсейваща леща:
Въвеждаме и показваме основните параметри на лещите:
Оптичен център на лещата;
Оптични оси на лещата и главната оптична ос на лещата;
Основните фокусни точки на лещата и фокалната равнина.
Конструиране на изображения в лещи:
Точковият обект и неговото изображение винаги лежат на една и съща оптична ос.
Лъч, падащ върху леща, успоредна на оптичната ос, след пречупване през лещата преминава през фокуса, съответстващ на тази ос.
Лъч, преминаващ през фокуса преди събирателната леща, след лещата, се разпространява успоредно на оста, съответстваща на този фокус.
Лъч, успореден на оптичната ос, го пресича след пречупване във фокалната равнина.
д -разстоянието на обекта до лещата
F –фокусно разстояние на обектива.
1. Обектът е зад двойното фокусно разстояние на лещата: d > 2F.
Обективът ще даде намалено, обърнато, реално изображение на обекта.
Обектът е между фокуса на лещата и нейния двоен фокус: F< d < 2F
Лещата дава увеличено, обърнато, реално изображение на обекта.�
Във фокуса на лещата е поставен обект: d = F
Изображението на елемента ще бъде замъглено.
4. Обектът е между лещата и нейния фокус: d< F
изображението на обекта е увеличено, виртуално, директно и разположено от същата страна на лещата като обекта.
5. Изображения, получени от разсейваща леща.
лещата не създава действителни изображения, разположени от същата страна на лещата като обекта.
Формула за тънка леща:
Формула за намиране на оптичната сила на леща:
реципрочната стойност на фокусното разстояние се нарича оптична сила на лещата. Колкото по-късо е фокусното разстояние, толкова по-голяма е оптичната сила на лещата.
Оптични устройства:
камера
Кино камера
Микроскоп
Тест.
Какви лещи са показани на снимките?
Какво устройство може да се използва за получаване на изображението, показано на фигурата.
А. камера b. филмова камера в. лупа
Кой обектив е показан на снимката?
А. събиране
b. разсейване
вдлъбнат
1) Изображението може да бъде въображаемили истински. Ако изображението се формира от самите лъчи (т.е. светлинната енергия влиза в дадена точка), тогава то е реално, но ако не от самите лъчи, а от техните продължения, тогава казват, че изображението е въображаемо (светлинната енергия прави не достига до дадена точка).
2) Ако горната и долната част на изображението са ориентирани подобно на самия обект, тогава изображението се извиква директен. Ако изображението е обърнато, значи се извиква реверс (обърнат).
3) Изображението се характеризира с придобитите размери: увеличено, намалено, равно.
Изображение в плоско огледало
Изображението в плоското огледало е виртуално, право, равно по размер на обекта и се намира на същото разстояние зад огледалото, на което е разположен обектът пред огледалото.
Лещи
Лещата е прозрачно тяло, ограничено от двете страни с извити повърхности.
Има шест вида лещи.
Събиране: 1 - двойно изпъкнало, 2 - плоско-изпъкнало, 3 - изпъкнало-вдлъбнато. Разпръскване: 4 - двойно вдлъбнато; 5 - плоско-вдлъбната; 6 - вдлъбнато-изпъкнала.
Събирателна леща
разсейваща леща
Характеристики на лещите.
NN- главната оптична ос е права линия, минаваща през центровете на сферичните повърхности, ограничаващи лещата;
О- оптичен център - точката, която при двойно изпъкнали или двойно вдлъбнати (с еднакви повърхностни радиуси) лещи се намира на оптичната ос вътре в лещата (в нейния център);
Е- главният фокус на лещата е точката, в която се събира лъч светлина, разпространяващ се успоредно на главната оптична ос;
НА- фокусно разстояние;
Н"Н"- вторична ос на лещата;
F"- страничен фокус;
Фокална равнина - равнина, минаваща през главния фокус перпендикулярно на главната оптична ос.
Пътят на лъчите в леща.
Лъчът, преминаващ през оптичния център на лещата (O), не изпитва пречупване.
Лъч, успореден на главната оптична ос, преминава през главния фокус (F) след пречупване.
Лъчът, преминаващ през главния фокус (F), след пречупване е успореден на главната оптична ос.
Лъч, който върви успоредно на вторичната оптична ос (N"N"), преминава през вторичния фокус (F").
Формула на лещите.
Когато използвате формулата на лещата, трябва правилно да използвате правилото на знаците: +F- събирателна леща; -Ф- разсейваща леща; +г- темата е валидна; -д- въображаем обект; +f- изображението на обекта е реално; -f- образът на предмета е въображаем.
Реципрочната стойност на фокусното разстояние на лещата се нарича оптична мощност.
Напречно увеличение- отношение на линейния размер на изображението към линеен размерпредмет.
Съвременните оптични устройства използват системи от лещи за подобряване на качеството на изображението. Оптичната сила на система от лещи, събрани заедно, е равна на сбора от техните оптични сили.
1 - роговица; 2 - ирис; 3 - tunica albuginea(склера); 4 - хориоидея; 5 - пигментен слой; 6 - жълто петно; 7 - оптичен нерв; 8 - ретина; 9 - мускул; 10 - връзки на лещата; 11 - леща; 12 - ученик.
Лещата е тяло, подобно на леща, и настройва зрението ни към различни разстояния. IN оптична системаочи, фокусиращи изображение върху ретината, се нарича настаняване. При хората настаняването възниква поради увеличаване на изпъкналостта на лещата, извършвано с помощта на мускулите. Това променя оптичната сила на окото.
Изображението на обект, попадащ върху ретината на окото, е реално, умалено, обърнато.
Разстояние най-добра визиятрябва да бъде около 25 см, а границата на видимост (далечната точка) е в безкрайност.
късогледство (миопия)- зрителен дефект, при който окото вижда замъглено и образът е фокусиран пред ретината.
Далекогледство (хиперметропия)- дефект на зрението, при който образът се фокусира зад ретината.