Тонкие линзы

ИСХАКОВ ХАЛИЛ МУЛЛАНУРОВИЧ
учитель физики и математики высшей
категории
Гимназия №1 г. Елабуга
Цели урока
Обучающая:
-сформировать понятия о линзах, видах линз и их основных
характеристиках;
-сформировать практические умения применять знания о
свойствах линз для нахождения изображений графическим
методом.
Развивающая:
-развить логическое мышление у учащихся, устную речь,
внимательность, настойчивость в достижении цели;
Воспитательная:
-воспитывать познавательный интерес, интерес к предмету.
 Линза – прозрачное тело, ограниченное
двумя сферическими поверхностями.
R2
O2
R1
O1
ДВОЯКО-ВЫПУКЛАЯ ЛИНЗА
ПЛОСКО-ВЫПУКЛАЯ ЛИНЗА
R2
O1
O2
R2
R1
O2
R1=∞
R1
O1
R2
O2
ВОГНУТО-ВЫПУКЛАЯ ЛИНЗА
ДВОЯКО-ВОГНУТАЯ ЛИНЗА
R1
O1
ВЫПУКЛО-ВОГНУТАЯ ЛИНЗА
R2
O2
R2
R1
R2=∞
O2
O1
R1
O1
ПЛОСКО-ВЫПУКЛАЯ ЛИНЗА
Фокус линзы
Если на собирающую линзу падает пучок лучей, параллельных
главной оптической оси, то после преломления в линзе они
собираются в одной точке F, которая называется главным
фокусом линзы.
оптический
центр линзы
главная
оптическая ось
линзы
фокус линзы (F)
В фокусе рассеивающей линзы пересекаются продолжения лучей,
которые до преломления были параллельны ее главной оптической
оси. Фокус рассеивающей линзы мнимый. Главных фокусов два;
они расположены на главной оптической оси на одинаковом
расстоянии от оптического центра линзы по разные стороны от
нее.

DE-главная оптическая ось;AB-собирающая
линза;O-оптический центр;F-фокус;OF=fфокусное расстояние;RS и XY-фокальные
плоскости;MN и KP-побочные оптические
оси;F‘-побочный фокус;TL–падающий луч; LCпреломленный луч.
M
P
S
X
B
F'
F'
T
L
D
E
F
2F
O
F
2F
C
F'
K
R
F'
A
Y
N
Оптическая сила линзы
Величина, обратная фокусному расстоянию
линзы, называется ее оптической силой.
Оптическая сила обозначается буквой D.
1
D
F
За единицу оптической силы
принята диоптрия. (дптр)
1 диоптрия – это оптическая сила линзы, фокусное
расстояние которой равно 1 м.
D > 0 для собирающих линз.
D < 0 для рассеивающих линз.

Для построения изображения удобно брать
следующие лучи.
фокальная
плоскость
4.
2. Луч,
Луч, проходящий
падающий на
начерез
линзу,
главный
параллельно
фокус
линзы,
1.
Луч,
падающий
линзу
параллельно
главной
3.
Луч,
проходящий
через
оптический
центр
после
побочной
идет
оси,параллельно
который
после
главной
 Для преломления
построения
изображения
впреломления
линзе
точки
оптической
оси, который
после
линзы,
не оптической
преломляется.
оптической
преломления
оси.
проходит
побочный
фокус
предмета
достаточно
взять
луча, исходящих
проходит
через
главныйчерез
фокусдва
линзы.
линзы.
из этой точки, и найти их точку пересечения
после преломления в линзе.
F
O
F
F'
фокальная
плоскость
S
F'
S
F
F
S'
S'
Изображение точки, лежащей на главной оптической оси
линзы, также будет лежать на главной оптической оси
линзы.
Изображение
: :
Изображение
Изображение
:
Изображение:
Изображения
– мнимое,
A’
A
A
– действительное,
– действительное,
– действительное,
будет
–прямое,
обратное,
––не
обратное,
– обратное,
–увеличенное.
уменьшенное.
–– увеличенное.
– равное.
A
A
A
B
B
2F
B’
B’
B B’
B
F
B
O
F
B’
2F
A’
A’
A’
Изображение действительное, обратное,
уменьшенное
Изображение действительное, обратное,
равное по величине предмету
Изображение действительное, обратное,
увеличенное
Изображения не будет
Изображение мнимое, прямое,
увеличенное
Вывод
Размеры и расположение изображения
предмета в собирающей линзе зависят от
положения предмета относительно линзы.
В зависимости от того, на каком
расстоянии от линзы находится предмет,
можно получить
или увеличенное изображение (F < d < 2F),
или уменьшенное (d > 2F).
2F
F
O
F’
F
2F
плоскость
фокальная
Изображение:
 Рассеивающая
– мнимое,
линза всегда
– прямое,
дает прямое
мнимое
– уменьшенное.
уменьшенное изображение
предмета, которая находится
между линзой и её фокусом.
2F
F
O
F
2F
Оптические приборы:
 Глаз
 Лупа
 Фотоаппарат
 Микроскоп
– орган зрения, воспринимающий световые
раздражения, в котором получается действительное,
обратное и уменьшенное изображение предмета.
Величина изображения предмета на сетчатке глаза
определяется углом зрения φ.
Угол зрения φ – угол составленный двумя прямыми
проведенными из оптического глаза к крайним точкам
предмета φ=h/f.
φ
h
f
Расстояние от предмета до
глаза при котором угол зрения
оказывается максимальным
называется расстояние
наилучшего зрения. Для
людей с нормальным зрением
оно примерно равно 25см .
У некоторых людей расстояние наилучшего зрения меньше
25см. При этом изображение удаленного предмета получается
не на сетчатке а перед ней. Такой недостаток зрения
называется близорукостью. Коррекция близорукости
производится с помощью очков с рассеивающими линзами .
Другим недостатком зрения является дальнозоркость.
Изображение предмета получается за сетчаткой, так как у
дальнозорких людей главный фокус оптической системы глаза
смещен за сетчатку. Очки с собирающими линзами исправляют
этот дефект и возвращают изображение на сетчатку глаза.
– простейший оптический прибор,
позволяющий увеличить угол зрения и
предназначенный для рассматривания
увеличенных изображений малых
объектов.
Невооруженный нормальный глаз видит предмет АВ
под углом зрения φ0= h /L где h=АВ, а L≈250мм –
расстояние наилучшего зрения. Глаз вооруженной
лупы видит под углом φ, tg φ=h / F, где F – фокусное
расстояние линзы. Тогда угловое увеличение
γ=φ/ φ0=L/ F.
A’
A
B’
B
F
O
b
F
a
– оптический прибор, предназначенный для
получения действительного уменьшенного
изображения предмета, находящегося в
большинстве случаев за двойным фокусным
расстоянием от объектива фотоаппарата.
Основными частями фотоаппарата являются непрозрачная
камера К и объектив Об (система линз или, в простейшем
случае, одна собирающая линза) и фотопленки Ф (или
матового стекла)
K
A
B’
2F
B
F
Об
F
A’
Ф
Диафрагма
А
B
A
B’
A’
C’
C
B
B’
C’
A’
C
– оптический прибор, позволяющий
получать сильно увеличенные
изображения близко расположенных
мелких объектов невидимых
вооруженным глазом.
Общее увеличение микроскопа Υ=(δ*L)/(fоб*fок), где δ –
расстояние между передним фокусом окуляра и задним
фокусом объектива, L≈250мм – расстояние наилучшего
зрения, fоб – фокусное расстояние объектива, fок – фокусное
расстояние окуляра.
A2
L
Υ=(δ*L)/(fоб*fок)
A1
B
Fоб
Fоб
Об
B2
FОК
B1
Ок
A
fоб
δ
fок
FОК
Фронтальная беседа
1. Что такое линза? Каковы ее свойства?
2. Что называется главной оптической осью линзы?
3. Какую точку называют фокусом линзы?
4. Что такое фокусное расстояние линзы?
5. Как по внешнему виду линз можно узнать, у какой
из них короче фокусное расстояние?
6. Какая из двух линз, имеющих разные фокусные
расстояния, дает большее увеличение?
7. Почему выпуклую линзу называют собирающей?
8. Почему вогнутую линзу называют рассеивающей?
Подумай и ответь
1. Почему в солнечный летний день нельзя
поливать цветы в саду?
2. Склеив два выпуклых стекла от часов, можно
получить воздушную выпуклую линзу. Если
такую линзу поместить в воду, то будет ли она
собирающей линзой?
3. Сравни два рисунка. Что общего? Чем они
отличаются?
Вопрос 1
Собирающая линза, используемая в
качестве лупы, дает …
1)
2)
3)
4)
действительное, увеличенное изображение;
действительное, уменьшенное изображение;
мнимое, уменьшенное изображение;
мнимое, увеличенное изображение.
Вопрос 2
С помощью линзы на экране получено
перевернутое изображение пламени свечи.
Как изменятся размеры изображения, если
часть линзы заслонить листом бумаги?
1.
2.
3.
4.
Часть изображения пропадет.
Размеры изображения не изменятся.
Размеры увеличатся.
Размеры уменьшатся.
Домашнее задание
п.59 – 64 Научиться рассказать по плану.
Спасибо за внимание!