Если отражающая поверхность зеркала является плоской, то оно относится к типу плоских зеркал. Свет всегда отражается от плоского зеркала без рассеяния по законам геометрической оптики:

• Угол падения равен углу отражения.
• Падающий луч, отраженный луч и нормаль к поверхности зеркала в точке падения лежат в одной плоскости.

Следует помнить, что у стеклянного зеркала отражающая поверхность (обычно тонкий слой алюминия или серебра) помещается на его задней стороне. Ее покрывают защитным слоем. Это означает, что хотя основное отраженное изображение формируется на этой поверхности, свет будет также отражаться и от передней поверхности стекла. Образуется вторичное изображение, которое гораздо слабее основного. Оно, как правило, невидимо в повседневной жизни, но создает серьезные проблемы в области астрономии. По этой причине все астрономические зеркала имеют отражающую поверхность, нанесенную на переднюю сторону стекла.

Типы изображений

Существует два типа изображений: действительное и мнимое.

Действительное формируется на пленке видеокамеры, фотоаппарата или на сетчатке глаза. Световые лучи проходят через линзу или объектив, сходятся, падая на поверхность, и на своем пересечении образуют изображение.

Мнимое (виртуальное) получается, когда лучи, отражаясь от поверхности, образуют расходящуюся систему. Если достроить продолжение лучей в противоположную сторону, то они обязательно пересекутся в определенной (мнимой) точке. Именно из таких точек формируется мнимое изображение, которое невозможно зарегистрировать без использования плоского зеркала или других оптических приборов (лупы, микроскопа или бинокля).

Изображение в плоском зеркале: свойства и алгоритм построения

Для реального объекта, изображение, полученное с помощью плоского зеркала, является:

• мнимым;
• прямым (не перевернутым);
• размеры изображения равны размерам объекта;
• изображение находится на таком же расстоянии за зеркалом, как объект перед ним.

Построим изображение некоторого объекта в плоском зеркале.

Воспользуемся свойствами мнимого изображения в плоском зеркале. Нарисуем изображение красной стрелки с другой стороны зеркала. Расстояние А равно расстоянию В, а изображение имеет тот же размер, что и объект.

Мнимое изображение получается на пересечении продолжения отраженных лучей. Изобразим световые лучи, идущие от мнимой красной стрелки к глазу. Покажем, что лучи мнимые, нарисовав их пунктиром. Непрерывные линии, идущие от поверхности зеркала, показывают путь отраженных лучей.

Проведем от объекта прямые линии в точки отражения лучей на поверхности зеркала. Учитываем, что угол падения равен углу отражения.

Плоские зеркала используются во многих оптических приборах. Например, в перископе, плоском телескопе, графопроекторе, секстанте и калейдоскопе. Стоматологическое зеркало для осмотра полости рта тоже плоское.

Тема урока: «Плоское зеркало. Получение изображения в плоском зеркале».

Оборудование: два зеркала, транспортир, спички, проект ученицы 8 класса по теме «Исследование отражения света от плоского зеркала» и презентация к уроку.

Цель:

2.Развивать навыки наблюдения и построения изображений в плоском зеркале.

3.Воспитывать творческий подход к учебной деятельности, желание экспериментировать.

Мотивация:

Зрительные впечатления часто оказываются ошибочными. Иногда трудно бывает отличить кажущиеся световые явления от действительного. Одним из примеров обманчивого зрительного впечатления является кажущееся изображение предмета в плоском зеркале. Наша задача сегодня научиться строить изображение предмета в одном и двух зеркалах, расположенных под углом друг к другу.

Значит, темой нашего урока будет «Построение изображения в плоских зеркалах».

Первичная актуализация знаний.

На прошлом уроке изучали одно из основных законов распространения света – это закон отражения света.

а)угол падения < 30 0

б) угол отражения > угла падения

в) отраженный луч лежит в плоскости рисунка

Угол между падающим лучом и плоским зеркалом равен углу между падающим лучом и отраженным. Чему равен угол падения? (ответ 30 0 )

Изучение нового материала.

Одно из свойств нашего зрения состоит в том, что мы можем видеть предмет только лишь по прямолинейному направлению, по которому свет от предмета попадает в наши глаза. Глядя на плоское зеркало мы смотрим на предмет, находящийся перед зеркалом, а поэтому свет от предмета непосредственно не попадает в глаза, а попадает лишь после отражения. Поэтому мы видим предмет за зеркалом, а не где он в действительности находится. Значит, изображение в зеркале мы видим мнимое, прямое.

Напишите свое имя печатными буквами. Прочтите его с помощью зеркала. Что получилось? Оказывается изображение повернуто к зеркалу лицом. Скажите, какие печатные буквы не изменяются при отражении в плоском зеркале?

И
так, изображение в зеркале мы видим мнимое, прямое, повернутое к зеркалу лицом. Например, поднятая правая рука нам представляется левой и наоборот.

П
лоское зеркало – это единственный оптический прибор, в котором изображение и предмет конгруэнтны друг другу. Этот прибор широко используется в нашей жизни и не только для поправления прически.

Слайд№5

Какой вывод при построении сделаем? (Расстояние от зеркала до изображения такое же как и от зеркала до предмета, изображение расположено на перпендикуляре к зеркалу, расстояние до изображения меняется во столько же раз как и до предмета.)

Слайд №6

Закрепление нового материала

В1. Человек приближается к плоскому зеркалу со скоростью 1м/с. С какой скоростью он движется к своему изображению? (2м/с)

В2. Человек стоит перед вертикальным зеркалом на расстоянии 1м от него. Какого расстояние от человека до его изображения? (2м)

В3 Постройте изображение остроугольного треугольника АВС в плоском зеркале.

Очень интересно смотреть в два зеркала сразу, расположенных под углом друг к другу. Поставьте зеркала под углом 90 0 ,расположите спичку между ними, пронаблюдайте, что будет происходить с изображениями, если угол между зеркалами уменьшать?

Как построить такое изображение?

Вот какой вывод сделала Анна Спицова составляя свой проект. Вы с ней согласны? Определите, сколько изображений будет в зеркале, если угол между зеркалами будет 45 0 , 20 0 ?

Слайд №8

К
ак же построить такое изображение?

Как вы думаете, где можно применять многократное изображение предмета в нескольких плоских зеркалах?

Мотивация «на завтра»

Сегодня на уроке мы с вами ответили на вопрос как построить изображение в одном плоском зеркале и в двух, расположенных под углом друг к другу, а сколько еще загадок хранит в себе обычная, всем нам привычная вещь: зеркало. На этом мы не заканчиваем изучение плоского зеркала, может у вас возникнет желание, например, рассчитать какого размера должно быть зеркало, чтобы увидеть себя в полный рост, как зависит изображение от угла наклона и т.д. Помните, что новое открывают не те, кто много знает, а те кто много ищет.

Д/З:

§64, упр31(1,2), для желающих: изготовить калейдоскоп или перископ.

Открытый урок. Физика

Учитель: Лакизо И.А.

Тема урока: Зеркала. Построение изображений в плоском зеркале

Цель урока : познакомиться с понятием «плоское зеркало»; с алгоритмом построения изображения в плоском зеркале; со свойствами изображения предмета в плоском зеркале; с применением плоских зеркал в быту, технике.

Задачи:
- обучающие:

сформировать понятия плоского зеркала и изображения в плоском зеркале, понятие мнимого изображения; изучить способы построения изображений в плоском зеркале при различных относительных положениях объекта и зеркала; научить устанавливать взаимосвязи в изучаемых явлениях; сформировать практические навыки по построению

- развивающие:

развивать умения делать выводы и обобщения, развивать глазомер, умение ориентировки в пространстве и во времени, развивать умение применять знания в конкретных ситуациях, включать детей в разрешение учебных проблемных ситуаций, развивать логическое мышление; развивать и поддерживать внимание учащихся через смену учебной деятельности

- воспитательные:

воспитывать познавательный интерес, положительную мотивацию к обучению, аккуратность при выполнении заданий.

Тип урока: комбинированный

Формы работы учащихся: устное решение практических задач, практическая работа с зеркалом, конспект, творческая работа учащихся (сообщения учащихся «Из истории зеркал» и «История калейдоскопа»)

Средства обучения: Зеркало, линейка, ластик, мультимедийный проектор, компьютер, презентация

Ход урока:

1. Актуализация опорных знаний.

Организационный момент

Виды опроса:

1. Компьютерный тест (4 чел.)

2. Фронтальный опрос

3. Обобщающий опрос (1 чел)

4. Работа у доски: построение(1 чел у доски)

Фронтальный опрос:

1. Оптика- это…

2. Источники света-…..

3. Источники света бывают- ….

4. Световой луч- …

5. Точечный источник- …

6. Отражение света – это..

7. Практически все поверхности отражают свет. Какие бывают отражения? Что же общее в этих двух видах отражения?

8. Подумайте и скажите, благодаря какому отражению мы с вами видим окружающие тела?

9. Назовите основные лучи и линии, применяемые для графического изображения отражения света.

10. Сформулируйте законы отражения света.

11. В ясный солнечный зимний день деревья дают на снегу чёткие тени, а в пасмурный день теней нет. Почему?

7. Задачи. (Решаем устно)

а) Угол падения равен 30 градусов. Чему равен угол отражения?

б) Угол падения луча равен 15градусов. Чему равен угол между падающим и отраженным лучами?

в) Угол падения увеличили на 10градусов. Как изменился угол между падающим и отраженным лучами?

г) Угол между падающим и отраженным лучами составляет 90градусов.

Под каким углом к зеркалу падает свет?

Д) Свет падает на поверхность раздела двух сред перпендикулярно. Чему равен угол падения и угол отражения света?

9. Определите, на каком рисунке (1 или 2) изображено диффузное отражение, а на каком – зеркальное отражение.

Обобщающий опрос: один учащийся у доски отвечает на вопросыодноклассников. Выставляется отметка.

Работа у доски:

• проверяется правильность построения тени и полутени.
• Проверяется правильность разгадывания кроссворда

Вопросы к кроссворду:

1) попадание небесного объекта в тень другого объекта

2) область пространства, куда свет не попадает от светового источника

3) явления, с помощью которого мы можем видеть предметы, которые сами не светятся

4) ученый, основатель геометрии, писавший о прямолинейном распространении света

5) наука (раздел физики) о природе и свойствах света

6) линия, вдоль которой распространяется энергия от источника света

7) свойство лучей, при котором падающий и отраженный луч могут меняться местами

2. Изучение нового материала

Какое ключевое слово мы получили? Зеркало.

Да, тема урока: Зеркало. Построение изображения в плоском зеркале. Записывается число и тема урока в тетрадь.

Сегодня мы с вами должны познакомиться с:

1. понятием «плоское зеркало»;

2. с алгоритмом построения изображения в плоском зеркале;

3. со свойствами изображения предмета в плоском зеркале;

4. с применением плоских зеркал в быту, технике

Вниманию учащихся предлагается три зеркала: с плоской поверхностью, с выпуклой поверхностью и вогнутой поверхностью. Вопрос: чем отличаются данные зеркала? Формируем понятие какие бывают зеркала

Сегодня более подробно будем говорить о плоских зеркалах.

Поговорим об истории создания зеркала. Заслушаем сообщение.

История создания зеркал.

Первые упоминания о зеркалах относятся к 1200 г. до н. э. 150 лет назад археологи обнаружили в одной из египетских гробниц небольшой металлический диск, покрытый толстым слоем ржавчины. Диск был укреплён на голове статуэтки молодой женщины. О его назначении терялись в догадках. Когда в лаборатории наждаком сняли толстый слой чёрного налёта, то на свет выглянула гладкая отполированная поверхность, в которой химик увидел своё отражение. Загадочный предмет оказался зеркалом. После исследования оказалось, что диск сделан из бронзы.

Бронзовое зеркало от сырости быстро темнеет, поэтому в древности пробовали делать серебряные зеркала. Но серебро от времени тоже темнеет. На Руси делали стальные зеркала и называли их «булатными». Но они быстро темнели и покрывались слоем ржавчины.

Поэтому встал вопрос о том, как предохранить металл от воздействия внешней среды: чем-нибудь прикрыть чем-то прозрачным.

Впервые стёкла начали изготовлять в 15 веке на итальянском острове Мурано, что недалеко от Венеции. Муранские мастера первыми научились варить прозрачное стекло. Они нашли способ, как из стеклянного пузыря сделать плоский лист. Теперь встал вопрос, как соединить металл и стекло: ведь стекло очень хрупкое. Для того, чтобы стекло не треснуло, надо нанести на него очень тонкую плёнку жидкого металла. Эту трудную задачу разрешили. На гладком листе мрамора разостлали листок олова и полили его ртутью. Олово растворилось во ртути. Этот раствор назвали амальгамой. На неё положили лист стекла, и серебристая блестящая плёнка амальгамы толщиной с папиросную бумагу плотно пристала к стеклу. Так было сделано первое настоящее зеркало.

Стёкла в то время стоили очень дорого. Чтобы купить зеркало небольшого размера, например, во Франции графиня дё Фиеск продала имение. Поэтому венецианцы очень строго охраняли секрет изготовления зеркала. Но в 17 веке французский министр Кольбер при Людовике ХIV смог подкупить трёх мастеров с Мурано и тайно переправить их во Францию. Французы оказались способными учениками и вскоре превзошли своих учителей. В Версале даже построили галерею длиной 73 метра из зеркал больших размеров, что производило ошеломляющее впечатление на гостей французского короля.

Теперь рассмотрим зеркало с точки зрения физики.

Плоское зеркало – зеркально отражающая поверхность, если падающий на неё пучок параллельных лучей остаётся параллельным.

Какое же изображение получается в плоском зеркале? Это мы выясним опытным путём.

Заполним таблицу(распечатана для каждого учащегося синий цве – это пропуски – заполняют учащиеся):

Из сказки А. С. Пушкина

«Свет мой, зеркальце, скажи

Да всю правду доложи,

Я ль на свете всех милее,

всех румяней и белее…»

А всегда ли плоское зеркало говорит правду?

Проведем эксперимент:

Проведём опыт со свечой и стеклом. Поставим зажжённую свечу перед стеклом. Отражение свечи мы наблюдаем. Теперь давайте возьмём незажжённую свечу и будем передвигать с другой стороны до тех пор, пока свеча «не загорится».

Теперь измерим:

• расстояние до данной свечи (расстояние до отражения) и сравним с расстоянием до зажжённой свечи (расстояние до предмета). Какой можно сделать вывод? Расстояние от предмета до зеркала равно расстоянию от зеркала до отражения.
• Измерим свечу и отражение. Размеры предмета и отражения равны.
• Есть такая японская поговорка: «Хорош цветок в зеркале, да не возьмешь». Верна ли она с точки зрения физики?

У нас есть лист бумаги. Как можно доказать, что отражение – мнимое ? (Поднесём к отображению – не горит).

Вывод: плоское зеркало – дает изображение равное по величине, на таком же расстоянии, но симметричное.

Внимание на экран.(фрагмент из м/ф «НУ, погоди!»/2 серия, Время:6-00-7-00/

Почему заяц и волк видели в зеркалах искаженные изображения?
Ответ: в комнате смеха используются вогнутые и выпуклые зеркала.

Проведем физический эксперимент (приглашаем двух учащихся).
Изучение свойств вогнутого и выпуклого зеркала.
Приборы и материалы: вогнутое и выпуклое зеркала (начищенные до блеска металлические ложки).
Ход работы
1. Ложка имеет две стороны – выпуклую и вогнутую. Держите ложку (зеркало) вертикально перед собой и посмотрись в выпуклую часть ложки. Как выглядит ваше изображение? Видите ли вы себя прямо или перевернутым вверх ногами? Отражение растянуто или нет?
2. Переверните ложку горизонтально. Как изменилось при этом изображение?
3. Опять возьмите ложку (зеркало) вертикально, переверните так, чтобы смотреть в вогнутую сторону ложки. Как теперь выглядит ваше изображение? Оно перевернуто? Изменились ли ваши черты?
4. Переверните ложку горизонтально. Как изменилось при этом изображение?
5. Медленно поднесите ложку (зеркало) к глазам. Повернулось ли изображение вверх ногами, или все осталось по-прежнему?

Сделайте вывод.

Практические задания

1. 1. Построить изображение в плоском зеркале.

Способ 1

1) Проведём перпендикуляр из точки А к поверхности зеркала и продолжим его. О – точка пересечения перпендикуляра и поверхности зеркала.

2) От точки О отложим расстояние ОА 1 , равное расстоянию ОА (исходя из свойства 1).

3) Аналогично построим изображение точки В 1 .

Способ 2

Построим изображение предмета в плоском зеркале, используя закон отражения света. Вы все хорошо знаете, что изображение предмета в зеркале образуется за зеркалом, там, где его на самом деле нет.

Как это получается? (Учитель излагает теорию, учащиеся принимают активное участие, один работает у доски)

1. Сколько изображений можно получить в двух плоских зеркалах , находящихся под углом друг к другу.

Существует формула, по которой можно вычислить количество изображений, полученных от двух зеркал, расположенных под различными углами друг к другу:

n- число изображений, - угол между зеркалами.

Пользуясь данной формулой, определяем:

при =90 0 n=3

при =45 0 n=7

при =30 0 n=11

Проверим это на опыте.

Практическое применение : для торговой рекламы в витрине между зеркалами, расположенных под углом друг к другу, помещают, например, один флакон духов, а создаётся впечатление множества таких флаконов. Один букет цветов, поставленный в вазе среди этих зеркал, создаёт иллюзию целого цветочного поля.

Если зеркала поставить параллельно друг к другу и между ними поместить зажженную свечку, то через отверстие в амальгаме можно наблюдать целый коридор со свечами.

Многократное отражение от зеркал используется в калейдоскопе, который был изобретён в Англии в 1816 году. Три зеркала образуют поверхность призмы. Между ними помещают цветные стёклышки. Поворачивая калейдоскоп, можно наблюдать тысячи прекрасных картин.

Фокус «Отрубленная голова». Между ножками стола ставится зеркало таким образом, чтобы в нём не отражалась публика, а стены и пол были одинакового цвета во всём помещении.

«Применение зеркал»

1. 1. В быту.

Первые зеркала были созданы, чтобы следить за собственной внешностью.

В настоящее время зеркала, особенно большие, широко используются в дизайне интерьера, чтобы создать иллюзию пространства, большого объёма в небольших помещениях. Такая идея возникла во Франции в 17 веке в эпоху правления Людовика ХIV, «короля-солнца».

2. В качестве рефлекторов используются параболические зеркала, позволяющие создать пучок параллельных лучей (фары, прожекторы).

3. Научные приборы: телескопы, лазеры, зеркальные фотоаппараты

4. Устройства для безопасности, автомобильные и дорожные зеркала

• зеркало на дороге у крутого поворота
• в тех случаях, когда обзор ограничен, используются слегка выпуклые зеркала для расширения поля зрения (в каждом автомобиле, автобусе).
• на дорогах и на тесных парковках стационарные выпуклые зеркала позволяют избежать столкновений и аварий.
• в системах видеонаблюдения зеркала обеспечивают обзор в большем числе направлений с одной видеокамеры.

5. В медицине:

-гастроскоп (медицинский перископ)позволяет исследовать желудок: выявлять язву, опухоль и т.д.

Зеркальца у стоматолога

6. Военное дело:

Военный перископ;

Перископ на подводной лодке

- в термоядерном оружии для фокусировки излучения от запала и создания условий для начала термоядерного процесса синтеза.

Закрепление.

1. Ответьте на вопросы :

Три точки, расположенные на одной прямой, отражаются в плоском зеркале. Будут ли изображения этих точек расположены на одной прямой и почему Симметрия относительно пря мой сохраняет параллельность прямых).

Существует ли в зеркале ваше изображение, если вы сами не видите себя в зеркале? Если да, то как в этом можно убедиться. (другой человек может увидеть ваше изображение)

Человек приближается к зеркалу со скоростью 0,5 м /с.

а) С какой скоростью он приближается к своему изображению?

б) С какой скоростью изображение приближается к зеркалу?

2. Работа по тесту (распечатка на парту)

Тема: Плоское зеркало

		Плоское зеркало - это
		Гладкая поверхность, хорошо отражающая свет Плоская поверхность, не имеющая шероховатостей (зеркальная) Любая поверхность, зеркально отражающая свет Среди ответов нет верного
		Каково изображение светящейся точки и где оно образуется в плоском зеркале?
		Мнимое, за зеркалом Действительное, перед зеркалом Действительное, за зеркалом Мнимое, перед зеркалом
		На рисунке показаны изображения S’ точки S в плоском зеркале. На каком из них допущена ошибка?
		Все рисунки верные
		На рисунке представлены изображения предметов (стрелок) в плоском зеркале. На каком из них изображение показано правильно?
		Среди изображений нет верных
		Характеристика изображения предмета в плоском зеркале такова: оно …
		Мнимое, большего размера, чем предмет, и находится за зеркалом на большом расстоянии от него Действительное, меньшего размера, чем предмет, и находится перед зеркалом на том же расстоянии, что и предмет Мнимое, равного с предметом размера и находится за зеркалом Среди ответов нет верного
		Какие свойства изображения в плоском зеркале отличают его от самого предмета?
		Другой размер и другая удаленность от зеркала Его мнимость и симметричность, а не тождественность предмету Его мнимость и другой размер Различий в них нет
		Еще в древней Греции в качестве зеркал использовали полированные металлические пластины, но качество изображения в них было неважным. Почему?
		Неудовлетворительное качество полировки Зеркало должно быть стеклянным, а не металлическим Неудачный выбор металла Среди ответов нет верного

			От какой поверхности происходит отражение в обычном стеклянном зеркале?
			От внешней поверхности стекла От внутренней поверхности стекла От металлической фольги за стеклом Среди ответов нет верного
			Сколько зеркал используется в перископе?
				Четыре
			И от зеркала и от свежевыпавшего снега хорошо отражается свет. В чём разница?
				Разницы нет От снега свет не отражается вовсе В случае с зеркалом – зеркальное отражение, со снегом – диффузное Среди ответов нет верного

Проверим выполнение работы и подведем итоги.

Домашнее задание .

1. параграф 38 – изучить;

2. упр. 25(2,3) – письменно;

3. найти примеры использования зеркал в технике, науке, в жизни;

Мнимое изображение предмета (мы не можем за зеркалом поместить фотопластинку и зарегистрировать его). Это Вы, а в зеркале не вы, а ваше изображение. Чем они отличаются?

Демонстрация со свечами и плоским зеркалом. На фоне черного экрана вертикально устанавли-вается кусок стекла. Перед стеклом и за ним на одинаковых расстояниях размещают электрические лампы (свечи) на стойках. Если одна горит, то кажется, что горит и другая.

Расстояния от предмета до плоского зеркала (d ) и от зеркала до изобра-жения предмета (f ) равны: d = f . Равенство размеров предмет и изображения. Область видения предмета (показать на чертеже).

"Нет, вас никто, Зеркала, не осмыслил, В душу никто к вам еще не проник".

"Двое смотрят вниз, один видит лужу, другой - отраженные в ней звезды".

Довженко

Выпуклые и вогнутые зеркала (демонстрация с ФОС-67 и стальной ли-нейкой). Построение изображения предмета в выпуклом зеркале. Применения сферических зеркал: автомобильные фары (как остяки ловят рыбу), боковые зеркала автомобилей, гелиостанции, спутниковые антенны.

IV. Задачи :

1. Плоское зеркало и некоторый предмет АВ расположены так, как показано на рисунке. Где должен располагаться глаз наблюдателя, чтобы изображение предмета в зеркале было видно целиком?

2. Солнечные лучи составляют с горизонтом угол 62 0 . Как надо распо-ложить плоское зеркало по отношению к земле, чтобы направить лучи горизонтально? (Рассмотреть все 4 случая).

3. Лампочка настольной лампы находится на расстоянии 0,6 м от поверхности стола и на расстоянии 1,8 м от потолка. На столе лежит осколок плоского зеркала в форме треугольника со сторонами 5 см, 6 см и 7 см. На каком расстоянии от потолка находится изображение нити накала лампочки, даваемое зеркалом (источник точечный)? Найти форму и размеры "зайчика", полученного от осколка зеркала на потолке.

Вопросы :

1. Почему в дыму или тумане луч света становится видимым?

2. Человек, стоящий на берегу озера, видит на гладкой поверхности воды изображение Солнца. Как будет перемещаться это изображение при удалении человека от озера?

3. Далеко ли от вас до изображения Солнца в плоском зеркале?

4. Наблюдаются ли сумерки на Луне?

5. Если поверхность воды колеблется, то изображения предметов (Луны и Солнца) в воде также колеблются. Почему?

6. Как изменится расстояние между предметом и его изображением в плоском зеркале, если зеркало переместить в то место, где было изображение?

7. Что чернее: бархат или черный шелк? Три рода войск имеют черные бархатные погоны: артиллеристы (19 ноября 1942 г.), танкисты (Сталинград и Курская дуга), шофера (Ладога).

8. Можно ли измерить высоту облаков с помощью мощного прожектора?

9. Почему непрозрачен снег и туман, хотя вода прозрачна?

10.

На какой угол повернется луч, отраженный от плоского зеркала, при повороте последнего на 30 0 ?

11. Сколько изображений источника S 0 можно увидеть в системе плоских зеркал М 1 и М 2 ? Из какой области они будут видны одновременно?

12. При каком положении плоского зеркала шар, катящийся прямолинейно по поверхности стола, будет казаться в зеркале поднимающимся вертикально вверх?

13. Мальвина разглядывает свое изображение в маленькое зеркало, но она видит только часть лица. Увидит ли она все лицо целиком, если попросит Буратино отойти с зеркальцем подальше?

14. Всегда ли зеркало «говорит» правду?

15. Однажды, пролетая над зеркально ровной поверхностью пруда, Карлсон обратил внимание на то, что его скорость относительно пруда в точности равна его скорости удаления от своего изображения в воде. Под каким углом к поверхности пруда летел Карлсон?

16. Предложите способ измерения высоты объекта в том случае, если его основание доступно (недоступно).

17. При каком размере зеркала солнечный зайчик будет иметь форму зеркала, а при каком - форму диска Солнца?

§§ 64-66. Упр. 33,34. Задачи для повторения № 64 и № 65.

1. Изготовьте модель перископа.

2. Светящаяся точка находится между двумя плоскими зеркалами. Сколько изображений точки можно получить, расположив зеркала под углом, друг к другу.

3. С помощью настольной лампы, удаленной от края стола на 1,5 - 2 м и расчески с редкими зубьями, получите на поверхности стола пучок параллельных лучей. Поставив на их пути зеркало, проверьте законы отражения света.

4. Если два прямоугольных плоских зеркала, образующих прямой угол, поставить на третье зеркало, то получим оптическую систему, сос-тоящую из трех взаимно перпендикулярных зеркал - "катафот". Каким интересным свойством он обладает?

5. Иногда солнечный зайчик почти точно повторяет форму зеркала, кото-рым его пускают, иногда только приблизительно, а иногда совсем не похож по форме на зеркало. От чего это зависит? При каком размере зеркала солнечный зайчик будет иметь форму зеркала, а при каком - форму диска Солнца?

"Со времени возрождения наук, с самого их возникно-вения, не было сделано более прекрасного открытия, чем открытие законов, управляющих светом, ...когда прозрачные тела заставляют его менять свой путь при их пересечении".

Мопертюи

Урок 61/11. ПРЕЛОМЛЕНИЕ СВЕТА

ЦЕЛЬ УРОКА: На основе экспериментов установить закон преломления света и научить учеников применять его при решении задач.

ТИП УРОКА: Комбинированный.

ОБОРУДОВАНИЕ: Оптическая шайба с принадлежностями, лазер ЛГ-209.

ПЛАН УРОКА:

2. Опрос 10 мин

3. Объяснение 20 мин

4. Закрепление 10 мин

5. Задание на дом 2-3 мин

II. Опрос фундаментальный :

1. Закон отражения света.

2. Построение изображения в плоском зеркале.

Задачи :

1. Требуется осветить дно колодца, направив на него солнеч-ные лучи. Как надо расположить плоское зеркало по отношению к Земле, если лучи Солнца падает под углом 60° к горизонту?

2. Угол между падающим и отраженным лучами в 8 раз больше угла между падающим лучом и плоскостью зеркала. Вычислите угол падения луча.

3.

Длинное наклонное зеркало соприкасается с горизонтальным полом и наклонено под углом α к вертикали. К зеркалу приближается школьник, глаза которого расположены на высоте h от уровня земли. На каком максимальном расстоянии от нижнего края зеркала школьник увидит: а) изображение своих глаз; б) свое изображение полностью во весь рост?

4. Два плоских зеркала образуют угол α . Найти угол отклонения δ светового луча. Угол падения луча на зеркало М 1 равен φ .

Вопросы :

1. При каком угле падения луча на плоское зеркало падающий луч и отраженный луч совпадают?

2. Чтобы увидеть во весь рост свое изображение в плоском зеркале, его высота должна быть не менее половины роста человека. Докажите это.

3. Почему ночью лужа на дороге кажется водителю темным пятном на светлом фоне?

4. Можно ли вместо белого полотна (экрана) в кинотеатрах использовать плоское зеркало?

5. Почему тени даже при одном источнике света никогда не бывают совершенно темными?

6. Почему блестит снег?

7. Почему хорошо видны фигуры, нарисованные на запотевшем оконном стекле?

8. Почему блестит начищенный сапог?

9. Перед зеркалом М воткнуты две булавки А и В. В каком месте на штриховой линии должен находиться глаз наблюдателя, чтобы изображения булавок накладывались друг на друга?

10. В комнате на стене висит плоское зеркало. Экспериментатор Глюк видит в нем слабо освещенный предмет. Может ли Глюк осветить этот предмет, направив на его мнимое изображение в зеркале свет фонарика?

11. Почему иногда классная доска отсвечивает? При каких условиях это явление будет наблюдаться?

12. Почему иногда ночью зимой над уличными фонарями видны вертикаль-ные световые столбы?

III. Преломление света на границе раздела двух прозрачных сред . Демонстрация явления преломления света. Падающий луч и луч прелом-ленный, угол падения и угол преломления.

Заполнение таблицы :

Абсолютный показатель преломления среды (n ) - показатель прелом-ления данной среды по отношению к вакууму . Физический смысл абсо-лютного показателя преломления: n = c/υ.

Абсолютные показатели преломления некоторых сред: n возд = 1,0003, = 1,33; n ст = 1,5 (крон) - 1,9 (флинт). Среда с большим показателем преломления называется оптически более плотной.

Соотношение между абсолютными показателями преломления двух сред и их относительным показателем преломления: n 21 = n 2 /n 1 .

Преломлением обусловлен целый ряд оптических иллюзий: кажущаяся глубина водоема (пояснение рисунком), излом карандаша в стакане с водой (демонстрация), короткие ноги у купальщицы в воде, миражи (на асфальте).

Ход лучей через плоскопараллельную стеклянную пластинку (демонстрация).

IV.Задачи :

1. Луч переходит из воды в стекло-флинт. Угол падения равен 35°. Найти угол преломления.

2. На какой угол отклонится луч, упав под углом 45° на поверхность стекла (крон), на поверхность алмаза?

3. Водолаз, находясь под водой, определил, что направление на Солнце составляет с вертикалью угол 45°. Найдите истинное положение Солнца относительно вертикали?

Вопросы:

1. Почему попавший в воду комок снега становится невидимым?

2. Человек стоит по пояс в воде на горизонтальном дне бассейна. Почему ему кажется, что он стоит в углублении?

3. В утренние и предвечерние часы отражение Солнца в спокойной воде слепит глаза, а в полдень его можно рассмотреть, не жмурясь. Почему?

4. В какой материальной среде свет распространяется с наибольшей скоростью?

5. В какой среде лучи света могут быть криволинейными?

6. Если поверхность воды не совсем спокойна, то предметы, лежащие на дне, кажутся колеблющимися. Объясните явление.

7. Почему не видно глаз человека в темных очках, хотя сам человек через такие очки видит достаточно хорошо?

§ 67. Упр. 36 Задачи для повторения № 56 и №57.

1. С помощью настольной лампы удаленной от края стола на 1,5 - 2 м и расчески с редкими зубьями, получите на поверхности стола пучок параллельных лучей. Поставив на их пути стакан с водой, треугольную призму, опишите явления и определите показатель преломления стекла.

2. Если банку из-под кофе поставить на белую поверхность и быстро налить в нее кипятка, то можно увидеть, глядя сверху, что черная наружная стенка стала блестящей. Пронаблюдайте и объясните явление

3. Попробуйте наблюдать миражи с помощью горячего утюга.

4. С помощью циркуля и линейки постройте ход преломленного луча в среде с показателем преломления 1,5 при известном угле падения.

5. Возьмите прозрачное блюдце, наполните его водой и поставьте на страницу раскрытой книги. Затем с помощью пипетки добавляйте в блюдце молоко, помешивая его до тех пор, пока через дно блюдца уже невозможно будет разглядеть слов на странице. Если теперь в раствор добавлять сахарный песок, то при некоторой его концентрации раствор опять станет прозрачным. Почему?

"Обнаружив преломление света, естественно было поставить вопрос:

каково соотношение между углами падения и преломления?"

Л. Купер

Урок ПОЛНОЕ ОТРАЖЕНИЕ

ЦЕЛЬ УРОКА: Познакомить учеников с явлением полного внутреннего отражения и его практическими применениями.

ТИП УРОКА: Комбинированный.

ОБОРУДОВАНИЕ: Оптическая шайба с принадлежностями, лазер ЛГ-209 с принадлежностями.

ПЛАН УРОКА:

1. Вступительная часть 1-2 мин

2. Опрос 10 мин

3. Объяснение 20 мин

4. Закрепление 10 мин

5. Задание на дом 2-3 мин

II. Опрос фундаментальный:

1. Закон преломления света.

Задачи :

1. Луч, отраженный от поверхности стекла с показателем преломления 1 , 7, образует с преломленным лучом прямой угол. Опре-делите угол падения и угол преломления.

2. Определите скорость света в жидкости, если при падении луча на поверхность жидкости из воздуха под углом 45 0 угол преломления равен 30 0 .

3. Пучок параллельных лучей надает на поверхность воды под углом 30°. Ширина пучка в воздухе 5 см. Найти ширину пучка в воде.

4. Точечный источник света S расположен на дне водоема глубиной 60 см. В некоторой точке поверхности воды вышедший в воздух преломленный луч оказывается перпендикулярным лучу, отраженному от поверхности воды. На каком расстоянии от источника S луч, отраженный от поверхности воды, упадет на дно водоема? Показатель преломления воды 4/3.

Вопросы :

1. Почему почва, бумага, дерево, песок кажутся более темными, если они смочены водой?

2. Почему, сидя у костра, мы видим предметы по другую сторону костра колеблющимися?

3. В каких случаях граница раздела двух прозрачных сред невидима?

4. Два наблюдателя одновременно определяют высоту Солнца над горизонтом, но один находится под водой, а другой на воздухе. Для кого из них Солнце выше над горизонтом?

5. Почему истинная продолжительность дня несколько больше той, которую дают астрономические вычисления?

6. Постройте ход луча через плоскопараллельную пластинку, если ее показатель преломления меньше показателя преломления окружающей среды.

III. Прохождение светового луча из оптически менее плотной среды в опти-чески более плотную среду: n 2 > n 1 , sinα > sinγ.

Прохождение светового луча из оптически более плотной среды в оптически менее плотную среду: n 1 > n 2 , sinγ > sinα.

Вывод: Если световой луч переходит из оптически более плотной в оптически менее плотную среду, то он отклоняется от перпендикуляра к границе раздела двух сред, восстановленного из точки падения луча. При некотором угле падения, называемом предельным, γ = 90° и свет во вторую среду не проходит: sinα пред = n 21 .

Наблюдение полного внутреннего отражения. Предельный угол пол-ного внутреннего отражения при переходе света из стекла в воздух. Демонстрация полного внутреннего отражения на границе "стекло-воздух" и измерение предельного угла; сравнение теоретического и экспериментального результата.

Изменение интенсивности отраженного луча при изменении угла падения. При полном внутреннем отражении от границы отражается 100% света (идеальное зеркало).

Примеры полного внутреннего отражения: фонарь на дне реки, кристаллы, оборотная призма (демонстрация), световод (демон-страция), светящийся фонтан, радуга.

Можно ли завязать узлом световой луч? Демонстрация с полипропиленовой трубкой, заполненной водой и лазерной указкой. Использование полного отра-жения в волоконной оптике. Передача информации с помощью лазера (Информации передается в 10 6 раз больше, чем с помощью радиоволн).

Ход лучей в треугольной призме: ; .

IV. Задачи :

1. Определить предельный угол полного внутреннего отра-жения для перехода света из алмаза в воздух.

2. Луч света падает под углом 30 0 к границе раздела двух сред и выходит под углом 15 0 к этой границе. Определите предельный угол полного внутреннего отражения.

3. Свет падает на равностороннюю треугольную призму из крона под углом 45° к одной из граней. Вычислите угол, под которым свет выходит из противоположной грани. Показатель преломления крона 1,5.

4. На одну из граней равносторонней стеклянной призмы с показателем преломления 1,5, падает луч света, перпендикулярно к этой грани. Вычислите угол между этим лучом и лучом, который вышел из призмы.

Вопросы:

1. Почему с моста лучше видно рыбу, плавающую в реке, чем с низкого берега?

2. Почему Солнце и Луна у горизонта кажутся овальными?

3. Почему блестят драгоценные камни?

4. Почему, когда едешь по сильно разогретому Солнцем шоссе, то иногда кажется, что видишь на дороге лужи?

5. Почему черный пластмассовый шарик в воде кажется зеркальным?

6. Ловец жемчуга выпускает на глубине изо рта оливковое масло и, блики на поверхности воды исчезают. Почему?

7. Почему град, образовавшийся в нижней части облака, темный, а образовавшийся в верхней части - светлый?

8. Почему закопченная стеклянная пластинка в стакане с водой кажется зеркальной?

Конспект

1. Предложите проект гелиоконцентратора (солнечной печи), которые бывают коробчатые, комбинированные, параболические и с зеркалом зонтичного вида.

"В мире этом я знаю - нет счета сокровищам".

Л. Мартынов

Урок 62/12. ЛИНЗА

ЦЕЛЬ УРОКА: Ввести понятие - "линза". Познакомить учеников с разными типами линз; научить их строить изображение предметов в линзе.

ТИП УРОКА: Комбинированный.

ОБОРУДОВАНИЕ: Оптическая шайба с принадлежностями, набор линз, свеча, линзы на подставке, экран, диафильм "Построение изображения в линзах".

ПЛАН УРОКА:

1. Вступительная часть 1-2 мин

2. Опрос 15 мин

3. Объяснение 20 мин

4. Закрепление 5 мин

5. Задание на дом 2-3 мин

II. Опрос фундаментальный:

1. Преломление света.

2. Ход лучей в плоско-параллельной стеклянной пластинке и треугольной призме.

Задачи:

1. Какова кажущейся глубина реки для человека, смотрящего на лежащий на дне предмет, если угол, составляемый лучом зрения с перпендикуляром к поверхности воды, равен 70 0 ? Глубина 2 м.

2. В дно водоема глубиной 2 м вбита свая, на 0,5 м выступающая из воды. Найти длину тени от сваи на дне водоема при угле падения лучей 30 0 .

3.

Луч падает на плоскопараллельную стеклянную пластинку толщиной 3 см под углом 70°. Определите смещение луча внутри пластинки.

4. Луч света падает на систему из двух клиньев с преломляющим углом 0,02 рад и показателем преломления 1,4 и 1,7 соответственно. Определите угол отклонения луча такой системой.

5. Тонкий клин с углом 0,02 рад при вершине изготовили из стекла с показателем преломления 1,5 и опустили в бассейн с водой. Найдите угол отклонения луча, распространяющегося в воде и проходящего сквозь клин.

Вопросы :

1. Толченое стекло непрозрачно, но если его залить водой, оно становится прозрачным. Почему?

2. Почему мнимое изображение предмета (например, карандаша) при одном и том же освещении в воде получается менее ярким, чем в зер-кале?

3. Почему барашки на гребнях морских волн белые?

4. Укажите дальнейший ход луча через треугольную стеклянную призму.

5. Что вы теперь знаете о свете?

III. Будем применять основные законы геометрической оптики к конкретным физическим объектам, получим формулы-следствия и с их помощью объясним принцип действия различных оптических объектов.

Линза - прозрачное тело, ограниченное двумя сферическими поверхностями (рисунок на доске). Демонстрации линз из набора. Основные точки и линии: центры и радиусы сферических поверхностей, оптический центр, оптическая ось, главная оптическая ось, главный фокус собирающей линзы, фокальная плоскость, фокусное расстояние, оптическая сила линзы (демонстрации). Фокус - от латинского слова focus - очаг, огонь.

Собирающая линза (F >0 ). Схематическое изображение собирающей линзы на рисунке. Построение в собирающей линзе изображения точки, не лежащей на главной оптической оси. Замечательные лучи.

Как построить изображение точки в собирающей линзе, если эта точка лежит на главной оптической оси?

Построение изображения предмета в собирающей линзе (крайние точки).

Предмет расположен за двойным фокусным расстоянием собирающей линзы. Где и какое изображение предмета мы получим (построение изображения предмета на доске). Можно ли изображение зафиксировать на пленке? Да! Действительное изображение предмета.

Где и какое изображение предмета мы получим, если предмет располо-жен на двойном фокусном расстоянии от линзы, между фокусом и двойным фокусом, в фокальной плоскости, между фокусом и линзой.

Вывод: Собирающая линза может давать:

а) действительное уменьшенное, увеличенное или равное предмету изображение; мнимое увеличенное изображение предмета.

Схематическое изображение рассеивающих линз на рисунках (F<0 ). Построение изображения предмета в рассеивающей линзе. Какое изображение предмета мы получаем в рассеивающей линзе?

Вопрос: Если ваш собеседник носит очки, то, как установить, с какими линзами эти очки - собирающими или рассеивающими?

Историческая справка: Линза А. Лавуазье имела диаметр 120 см и толщину в средней части 16 см, заполнялась 130 л спирта. С ее помощью удалось расплавить золото.

IV. Задачи:

1. Построить, изображение предмета АВ в собирающей линзе (Рис.1 ).

2. На рисунке показано положение главной оптической оси линзы, светящаяся точка А и ее изображение (Рис. 2 ). Найдите положение линзы и постройте изображение предмета ВС.

3. На рисунке показана собирающая линза, ее главная оптическая ось, светящаяся точка S и ее изображение S " (Рис. 3 ). Определите построением фокусы линзы.

4. На рисунке 4 штриховой линией показана главная оптическая ось линзы и ход произвольного луча через неё. Построением найдите главные фокусы этой линзы.

Вопросы :

1. Можно ли с помощью лампочки и собирающей линзы изгото-вить прожектор?

2. Как, используя в качестве источника света Солнце, определить фокусное расстояние линзы?

3. Из двух часовых стекол склеили "выпуклую линзу". Как будет действовать эта линза на пучок лучей в воде?

4. Можно ли с помощью топора на Северном полюсе зажечь огонь?

5. Почему у линзы два фокуса, а у сферического зеркала только один?

6. Увидим ли мы изображение, если будем смотреть через собирающую линзу на предмет, помещенный в ее фокальной плоскости?

7. На каком расстоянии нужно поставить собирающую линзу от экрана, чтобы его освещенность не изменилась?

§§ 68-70 Упр. 37 - 39. Задачи для повторения № 68 и № 69.

1. Заполните пустую бутылку наполовину исследуемой жидкостью и, положив горизонтально, измерьте фокусное расстояние этой плоско-выпуклой линзы. Воспользовавшись соответствующей формулой, найдите показа-тель преломления жидкости.

"И пламенный полет твоего духа довольствуется изображениями и подобиями".

Гете

Урок 63/13. ФОРМУЛА ЛИНЗЫ

ЦЕЛЬ УРОКА: Вывести формулу линзы и научить учащихся применять ее при решении задач.

ТИП УРОКА: Комбинированный.

ОБОРУДОВАНИЕ: Набор линз и зеркал, свеча или лампочка, экран белый, модель линзы.

ПЛАН УРОКА:

1. Вступительная часть 1-2 мин

2. Опрос 10 мин

3. Объяснение 20 мин

4. Закрепление 10 мин

5. Задание на дом 2-3 мин

II. Опрос фундаментальный:

2. Построение изображения предмета в линзе.

Задачи:

1. Дан ход луча через рассеивающую линзу (Рис. 1). Найти построением фокус.

2. Постройте изображение предмета АВ в собирающей линзе (Рис. 2).

3. На рисунке 3 показано положение главной оптической оси линзы, источник S и его изображение . Найдите положение линзы и постройте изображение предмета АВ.

4. Найти фокусное расстояние двояковыпуклой линзы с радиусом кри-визны 30 см, изготовленной из стекла с показателем преломления 1,5. Чему равна оптическая сила линзы?

5. Луч света падает на рассеивающую линзу под углом 0,05 рад к главной оптической оси и, преломившись в ней на расстоянии 2 см от оптического центра линзы, выходит под тем же углом относительно главной оптической оси. Найдите фокусное расстояние линзы.

Вопросы :

1. Может ли плоско-выпуклая линза рассеивать параллельные лучи?

2. Как изменится фокусное расстояние линзы, если температура ее повысится?

3. Чем толще двояковыпуклая линза в центре по сравнению с краями, тем короче ее фокусное расстояние при заданном диаметре. Объясните.

4. Края линзы обрезали. Изменилось ли при этом ее фокусное расстояние (доказать построением)?

5. Постройте ход луча за рассеивающей линзой (Рис. 1 )?

6. Точечный источник находится на главной оптической оси собирающей линзы. В какую сторону сместится изображение этого источника, если линзу повернуть на некоторый угол относительно оси, лежащей в плоскости линзы и проходящей через ее оптический центр?

Что можно определить c помощью формулы линзы? Экспериментальное измерение фокусного расстояния линзы в сантиметрах (измерение d и f , вычисление F ).

Модель линзы и формула линзы. Исследовать с помощью формулы линзы и модели линзы все случаи с демонстрациями. Результат в таблицу:

d		d = 2F	F < d < 2F	d = F	d < F
f		2F	f > 2F		f < 0
изображение

Г = 1/(d/F - 1). 1) d = F, Г→∞. 2) d = 2F, Г = 1. 3) d→∞, Г→0. 4) d = F, Г = - 2.

Если линза рассеивающая, то куда ставить перекладину? Каким будет изображение предмета в этой линзе?

Способы измерения фокусного расстояния собирающей линзы:

1. Получение изображения удаленного предмета: , .

2. Если предмет в двойном фокусе d = 2F , то d = f , а F = d/2.

3. С помощью формулы линзы.

4. С помощью формулы .

5. С использованием плоского зеркала.

Практические применения линз: можно получить увеличенное действи-тельное изображение предмета (диапроектор), уменьшенное действи-тельное и сфотографировать его (фотоаппарат), получать увеличенное и уменьшенное изображение (телескоп и микроскоп), фокусировать солнечные лучи (гелиостанция).

IV.Задачи :

1. При помощи линзы, фокусное расстояние которой 20 см, получено изображение предмета на экране, удаленном от линзы на 1 м. На каком расстоянии от линзы находится предмет? Каким будет изобра-жение?

2. Расстояние между предметом и экраном равно 120 см. Где нужно поместить собирающую линзу с фокусным расстоянием 25 см, чтобы на экране получить отчетливое изображение предмета?

§ 71 Задание 16

1. Предложите проект измерителя фокусного расстояния очковых линз. Измерьте фокусное расстояние рассеивающей линзы.

2. Измерьте диаметр проволоки, из которой изготовлена спираль в лампе накаливания (лампа при этом должна оставаться целой).

3. Капля воды на стекле или водяная пленка, затягивающая проволочную петлю, работают как линзы. Убедитесь в этом, рассматривая через них точки, мелкие предметы, буквы.

4. С помощью собирающей линзы и линейки измерьте угловой диаметр Солнца.

5. Как надо расположить две линзы, одна из которых собирающая, а другая рассеивающая, чтобы пучок параллельных лучей, пройдя через обе линзы, остался параллельным?

6. Рассчитайте фокусное расстояние лабораторной линзы, а затем измерьте его экспериментально.

"Если человек будет рассматривать буквы или другие мелкие предметы с помощью стекла или другого прозрачного тела, расположенного над буквами, и если это тело будет шаровым сегментом, ... то буквы кажутся больше".

Роджер Бэкон

Урок 64/14. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 11: «ИЗМЕРЕНИЕ ФОКУСНОГО РАССТОЯНИЯ И ОПТИЧЕСКОЙ СИЛЫ СОБИРАЮЩЕЙ ЛИНЗЫ».

ЦЕЛЬ УРОКА: Научить учащихся измерять фокусное расстояние и опти-ческую силу собирающей линзы.

ТИП УРОКА: Лабораторная работа.

ОБОРУДОВАНИЕ: Собирающая линза, экран, лампочка на подставке с кол-пачком (свеча), измерительная лента (линейка), блок питания, два провода.

ПЛАН РАБОТЫ:

1. Вступительная часть 1-2 мин

2. Краткий инструктаж 5 мин

3. Выполнение работы 30 мин

4. Подведение итогов 5 мин

5. Задание на дом 2-3 мин

II. Фокусное расстояние собирающей линзы можно измерить разными спо-собами:

1. Измерить расстояние от предмета до линзы и от линзы до изображения, по формуле линзы можно рассчитать фокусное расстояние: .

2. Получив на экране изображение удаленного источника света (),
непосредственно измеряем фокусное расстояние линзы ().

3. Если предмет помещен на двойном фокусном расстоянии от линзы, то изображение также находится на двойном фокусном расстоянии (добив-шись равенства d и f , непосредственно измеряем фокусное расстояние линзы).

4. Зная среднее фокусное расстояние линзы и расстояние от предмета до линзы (d ), необходимо рассчитать расстояние от линзы до изоб-ражения предмета (f т ) и сравнить его с полученным экспериментально (f э ).

III. Ход работы:

№ п/п	d, м	f, м	F, м	F ср, м	Д, ср	Характер изображения
1.
2.
3.
4.		f э	f т

Дополнительное задани е: Измерить фокусное расстояние рассеивающей линзы: D = D 1 + D 2 .

Дополнительное задание: Измерьте фокусное расстояние линзы другими способами.

IV. Подведение итогов.

V. Предложите проект солнечной водонагревательной установки с естественной и принудительной циркуляцией.

"Всякая последовательно развивающаяся наука только потому и растет,

что она нужна человеческому обществу".

С.И. Вавилов

Урок 65/15. ПРОЕКЦИОННЫЙ АППАРАТ. ФОТОАППАРАТ .

ЦЕЛЬ УРОКА: Познакомить учеников с некоторыми из практических при-менений линз.

ТИП УРОКА: Комбинированный.

ОБОРУДОВАНИЕ: Проекционный аппарат, фотоаппарат.

ПЛАН УРОКА:

1. Вступительная часть 1-2 мин

2. Опрос 10 мин

3. Объяснение 20 мин

4. Закрепление 10 мин

5. Задание на дом 2-3 мин

II. Опрос фундаментальный:

1. Формула линзы.

2. Измерение фокусного расстояния линзы.

Задачи:

1. На каком расстоянии от линзы с фокусным расстоянием 12 см надо поставить предмет, чтобы его действительное изображение было больше втрое самого предмета?

2. Предмет находится на расстоянии 12 см от двояковогнутой линзы с фокусным расстоянием 10 см. Определить, на каком расстоянии от линзы находится изображение предмета? Каким оно будет?

Вопросы :

1. Имеются две одинаковые сферические колбы и настольная лампа. Известно, что в одной колбе вода, в другой - спирт. Как определить содержимое сосудов, не прибегая к взвешиванию?

Диаметр Солнца в 400 раз больше диаметра Луны. Почему же их видимые размеры почти одинаковы?

3. Расстояние между предметом и его изображением, создаваемым тон-кой линзой, равно 0,5 F, где F - фокусное расстояние линзы. Какое это изображение - действительное или мнимое?

4. С помощью линзы на экране получено перевернутое изобра-жение пламени свечи. Изменятся ли линейные размеры этого изображе-ния, если часть линзы заслонить листом картона (доказать построением).

5. Определить построением положение светящейся точки, если два луча после преломления в линзе идут так, как изображено на рисунке 1 .

6. Даны предмет АВ и его изображение . Определите тип линзы, найдите ее главную оптическую ось и положение фокусов (Рис. 2 ).

7. В плоском зеркале получено мнимое изображение Солнца. Можно ли этим "мнимым Солнцем" прожечь бумагу с помощью собирающей линзы?

III . Проекционный аппарат - устройство, предназначенное для получения действительного и увеличенного изображения предмета. Оптическая схема проекционного аппарата на доске. На каком расстоя-нии от линзы объектива надо поместить полупрозрачный предмет, чтоб его действительное изображение было во много раз больше самого предмета? Как необходимо изменить расстояние от предмета до линзы объектива, если расстояние от проекционного аппарата до экрана увеличивается, уменьшается?

Построение изображений в зеркалах и их характеристика.

Изображение какой-либо точки A предмета в сферическом зеркале можно построить с помощью любой пары стандартных лучей: Для построения изображения какой – либо точки А предмета необходимо найти точку пересечения двух любых отраженных лучей или их продолжений, наиболее удобны лучи, идущие, как показано на рисунках 2.6 – 2.9

2) луч, проходящий через фокус, после отражения пойдет параллельно оптической оси, на которой лежит этот фокус;

4) луч, падающий в полюс зеркала, после отражения от зеркала идет симметрично главной оптической оси (АВ=ВМ)

Рассмотрим несколько примеров на построение изображений в вогнутых зеркалах:

2) Предмет расположен на расстоянии, которое равно радиусу кривизны зеркала. Изображение – действительное, равно по величине размерам предмета, перевернутое, располагается строго под предметом (рис.2.11).

Рис. 2.12

3) Предмет расположен между фокусом и полюсом зеркала. Изображение – мнимое, увеличенное, прямое (рис.2.12)

Формула зеркала

Найдем связь между оптической характеристикой и расстояниями, определяющими положение предмета и его изображения.

Пусть предметом служит некоторая точка А, располагающаяся на оптической оси. Используя законы отражения света, построим изображение этой точки (рис. 2.13).

Обозначим расстояние от предмета до полюса зеркала (АО), а от полюса до изображения (ОА¢).

Рассмотрим треугольник АРС, получаем, что

Из треугольника АРА¢, получаем, что . Исключим из этих выражений угол , так как единственный который не опирается на ОР.

, или

(2.3)

Углы b, q, g опираются на ОР. Пусть рассматриваемые пучки параксиальны, тогда эти углы малы и, следовательно, их значения в радианной мере равно тангенсу этих углов:

; ; , где R=OC, является радиусом кривизны зеркала.

Подставим полученные выражения в уравнение (2.3)

Так как мы ранее выяснили, что фокусное расстояние связано с радиусом кривизны зеркала, то

(2.4)

Выражение (2.4) называется формулой зеркала, которая используется лишь с правилом знаков:

Расстояния , , считаются положительными, если они отсчитываются по ходу луча, и отрицательными – в противном случае.

Выпуклое зеркало .

Рассмотрим несколько примеров на построение изображений в выпуклых зеркалах.

2) Предмет расположен на расстоянии равном радиусу кривизны. Изображение мнимое, уменьшенное, прямое (рис.2.15)

Фокус выпуклого зеркала мнимый. Формула выпуклого зеркала

.

Правило знаков для d и f остается таким же, как и для вогнутого зеркала.

Линейное увеличение предмета определяется отношением высоты изображения к высоте самого предмета

. (2.5)

Таким образом, независимо от расположения предмета относительно выпуклого зеркала изображение оказывается всегда мнимым, прямым, уменьшенным и расположенным за зеркалом. В то время как изображения в вогнутом зеркале более разнообразны, зависят от расположения предмета относительно зеркала. Поэтому вогнутые зеркала применяются чаще.

Рассмотрев принципы построения изображений в различных зеркалах, мы подошли к пониманию действия столь различных приборов, как астрономические телескопы и увеличивающие зеркала в косметических приборах и медицинской практике, мы способны сами спроектировать некоторые приборы.