Конспект урока по физике Геометрическая оптика

Повторительно-обобщающий урок по теме: «Геометрическая оптика»

(11 класс)

Цель урока: повторить законы отражения и преломления света, рассмотреть виды линз, их характеристики, закрепить материал с помощью решения задач, проверочных тестов, повторить выражения для расчета увеличения, задаваемого линзой; рассмотреть практическое применение законов геометрической оптики в быту и технике.

Необходимое оборудование для урока: линзы, экраны, лампа накаливания, свеча, таблицы Брадиса, микроскоп, фотоаппарат, лупа, очки, перископ, цветные мелки, линейки.

Этап 1: разминка (для всех учащихся)

1) Воспроизвести определения, формулировки:

Что такое линза? Что называется фокусом линзы? Что такое оптическая сила линзы, как она обозначается, ее единицы измерения? Как записывается формула тонкой линзы? Каким свойством обладает фокальная плоскость?

2) Вывести формулы:

-тонкой линзы;

-закона отражения света;

-закона преломления света.

3) Построение оптических изображений (к доске выходят учащиеся друг за другом, выполняют чертежи построения хода лучей в линзах с их последующей характеристикой); В результате анализа выполненных построений необходимо сформулировать основные выводы.

Этап 2: выполнение тестовых заданий с выбором ответа.

I вариант:

1. Угол между падающим лучом и плоскостью зеркала равен 30°. Чему равен угол отражения?

Ответы: а) 30°; б) 60°; в) 15°; г) 90°.

2. Какова скорость света в алмазе, если показатель преломления равен 2,4?

Ответы: а) 2000000км/с;

б) 125000км/с

г) 720000км/с.

II вариант:

1.Происходит ли смещение луча, падающего под углом 30º на стеклянную плоскопараллельную пластинку? От чего оно зависит?

Ответы: а) «да», зависит от толщины пластины;

б) «да», зависит от цвета луча;

в) «да», зависит от материала пластинки и цвета луча;

г) смещение луча не происходит.

2.Попадает ли световая энергия (световой поток) в точку, где построением получено действительное изображение? Мнимое изображение?

Ответ: а) «нет» - для обоих случаев;

б) «да» - для обоих случаев;

в) «да» - только для точки получения мнимого изображения;

г) «да» - только для точки получения действительного изображения.

Этап III - творческие практические работы.

1. Приборы и материалы: кружка, монета, стакан с водой.

Задание: посмотрите через край кружки так, чтобы была видна часть монеты, лежащей на дне. Если в кружку осторожно влить воду, не меняя при этом положения головы и кружки, то монета всплывет. В чем тут дело? Проделайте опыт и объясните его.

2.Приборы и материалы: свеча, рассеивающая и собирающая линзы, экран, спички.

Задание: при помощи, каких опытов с данным вам оборудованием можно отличить собирающую линзу от рассеивающей линзы. Выдвиньте гипотезу и проверьте ее.

Этап IV: - рассмотрение практических применений законов геометрической оптики в быту и технике.

Учитель: заслушаем сообщения, заранее подготовленные в ходе домашнего задания, (учащиеся рассказывают о практических применениях законов геометрической оптики в быту и технике).

Типы сообщений:

- устройство человеческого глаза;

- очки: история их создания, зачем нужны очки и чем отличаются они друг от друга;

- лупа: история создания, применение;

- микроскоп: история создания;

- телескоп: история создания, применение;

- фотоаппарат: история изобретения, область применения.

Этап VI: чтение формул.

Во всех формулах пропущены одна, две буквы. Выбрать номера тех символов, которые на ваш взгляд, дополняют эту формулу.

1/… =1/d +1/… ; … = С/… ; Г=…/… ;

Ответы: Е; С; Т; F; d; f; m; n; V; λ.

Этап VII: убрать одно лишнее слово.

- интерференция, дифракция, модуляция, дисперсия, поляризация;

- время, скорость, температура, путь;

- диффузия, кипение жидкости, отражение света, распространение звука, полет самолета.

Этап VIII: подведение итогов урока (оценки, домашнее задание, что понравилось на уроке, какие моменты вызвали сложность, чтобы хотели повторить).

Домашнее задание учащиеся могут выбрать из приложения 1 (тесты) или приложения 2 (задачи на формулы тонкой линзы).

Приложения 1 и 2 можно использовать также на уроке (если останется время)

Приложение 1.

Тесты по теме геометрическая оптика

1.Одинаковы ли скорости распространения красного и фиолетового излучений в вакууме, в стекле?

А. В вакууме - нет, в стекле - да.

Б. В вакууме - да, в стекле - нет.

В. В вакууме и стекле одинаковы.

2.От чего зависит цветность световых волн?

А. От их частоты.

Б. От скорости их распространения.

В. От длины волны.

3. В некоторую точку пространства приходят световые пучки когерентного излучения с оптической разностью хода 6 мкм. Усиление или ослабление произойдет в этой точке, если длина волны равна: а) 500 нм; б) 480 нм?

А. а - ослабление; б - усиление.

Б. а и б - усиление.

В. а - усиление; б - ослабление.

4. Излучают ли обычные источники света когерентные волны?

А. Да. Б. Нет. В. Электролампа - да, пламя костра - нет.

5. Каков характер световых волн?

А. Продольные, как звуковые волны в газах.

Б. В вакууме - поперечные, в среде - продольные.

В. Поперечные.

6. Поверхность воды освещена красным светом, у которого длина волны 0,7 мкм. Какой цвет увидит человек, открыв глаза под водой? Как изменится длина волны?

А. Зеленый; уменьшится.

Б. Красный; увеличится.

В. Красный; уменьшится.

7. Для просветления оптики на поверхность оптического стекла наносят тонкую прозрачную пленку с показателем преломления:

А. n_пл < n_с. Б. n_пл > n_с. В. n_пл = n_с.

8. Укажите правильный ответ. Дисперсией называется:

А. Зависимость показателя преломления света от среды, в которой рассеивается свет.

Б. Зависимость показателя преломления света от длины волны (или частоты колебаний световой волны).

В. Зависимость показателя преломления света от угла падения светового пучка на поверхность среды.

9. Определите оптическую разность хода волн длиной 540 нм, прошедших через дифракционную решетку и образовавших максимум второго порядка.

А. 2,7·10^-7 м. Б. 10,8·10^-7 м. В. 5,4·10^-7 м.

10. Как изменится интерференционная картина, если расстояние между щелями уменьшить?

А. Не изменится. Б. Станет менее четкой. В. Станет более четкой.

11. Естественный свет представляет собой:

А. Поляризованные волны, обладающие осевой симметрией.

Б. Поляризованные волны, не обладающие осевой симметрией.

В. Неполяризованные волны.

12. В ночное время светящиеся фары автомобилей ослепляют водителей встречных автомобилей. Для гашения света от встречного транспорта, не ухудшая видимости, можно воспользоваться поляроидами. Где их лучше разместить: на фарах или на лобовом стекле автомобиля?

А. Только на фарах.

Б. Только на лобовом стекле.

В. На фарах и лобовом стекле одновременно.

Г. Только на фарах или лобовом стекле.

13. Как изменится интерференционная картина, если увеличить расстояние между щелями?

А. Станет более четкой.

Б. Станет менее четкой.

В. Не изменится.

14. Определите длину волны, если в дифракционном спектре максимум третьего порядка возникает при оптической разности хода волн 1,5 мкм (1,5·10^-6м).

А. 4,5·10^-6 м. Б. 3·10^-6 м. В. 0,5·10^-6 м.

15. Спектр, у которого ширина цветных полос примерно одинакова, называют:

А. Дифракционным. Б. Призматическим. В. Сплошным.

Приложение 2.

Задачи по теме: Геометрическая оптика (формула тонкой линзы).

1. При помощи собирающей линзы с фокусным расстоянием 6 см получают мнимое изображение рассматриваемой монеты на расстоянии 18 см от линзы. На каком расстоянии от линзы помещена монета?

2. Определите фокусное расстояние рассеивающей линзы, если предмет находится от линзы на расстоянии 15 см, а его изображение получается на расстоянии 6 см от линзы.

3. Найдите фокусное расстояние и оптическую силу собирающей линзы, если известно, что изображение предмета, помещенного на расстоянии 30 см от линзы, получается, по другую сторону линзы на таком же расстоянии от нее.

4. На каком расстоянии от рассеивающей линзы с оптической силой -4 дптр надо поместить предмет, чтобы его мнимое изображение получилось в 5 раз меньше самого предмета?

5. Расстояние от мнимого изображения предмета до собирающей линзы, оптическая сила которой 2 дптр, равно 0,4 м. Определить расстояние от линзы до предмета.

6. Расстояние от рассеивающей линзы до предмета 50 см, а до его оптического изображения -20 см. Определить оптическую силу линзы и фокусное расстояние.

7. Если предмет расположить перед собирающей линзой на расстоянии 3 м, то получается его действительное изображение на расстоянии 0,6 м от линзы. На каком расстоянии от этой линзы надо расположить предмет, чтобы его мнимое изображение находилось на расстоянии 0,5 м от линзы?

8. Предмет находится на расстоянии 2 м от линзы с оптической силой -1,5 дптр. На каком расстоянии от линзы находится оптическое изображение предмета и каково линейное увеличение линзы?

9. Предмет высотой 6 см поставлен перпендикулярно оптической оси и удален от двояковыпуклой линзы с оптической силой 5 дптр на расстояние 25 см. Определите фокусное расстояние линзы, положение изображения, линейное увеличение, которое дает линза, и высоту полученного изображения.

10. Предмет высотой 30 см расположен вертикально на расстоянии 80 см от линзы с оптической силой -5 дптр. Определить положение изображения и его высоту.

11. Определить оптическую силу объектива проекционного фонаря, если диапозитив высотой 5 см получается на экране высотой 2 м, когда экран удален от объектива на 6м.

5