III. Вивчення нового матеріалу.

Інтерактивна вправа «Асоціативний кущ» з ключовим словом «лінзи».

План

1. Лінзи та їх характеристики.

2. Побудова зображень за допомогою лінз.

3. Формула тонкої лінзи. Оптична сила лінзи.

4. Оптичні прилади та їх застосування.

5. Дефекти зору та їх корекція.

Невігласи зневажають науку,

неосвічені люди захоплюються нею,

а мудреці користуються нею.

Френсіс Бекон

.

1. Лінзи та їх характеристики.

Лінза – це прозоре тіло обмежене двома сферичними поверхнями. Існують такі види лінз.

1. Збиральна лінза.

Лінія яка проходить через центр лінзи і через центр сферичних поверхонь

називається – головна оптична вісь.

Б удь яка лінія, яка проходить через центр лінзи називається – побічна оптична вісь.

Пропустимо крізь збиральну лізу пучок паралельного проміння. Ми побачимо, що всі промені зберуться в одну точку. Точка, в якій збираються всі промені називається – фокусом. Позначається буквою F.

Збиральна лінза має два дійсних фокуси.

2. Розсіювальна лінза.

О ₁ – центр першої сферичної поверхні;

О₂ – центр другої сферичної поверхні.

О – центр лінзи.

Направимо на розсіювальну лінзу пучок паралельного проміння.

Промені будуть розсіюватись в різні сторони. Розсіювальна лінза не має дійсних фокусів, вона дає тільки уявне зображення.

2. Побудова зображень за допомогою лінз.

Для побудови зображень у лінзах ми будемо користуватись такими зручними променями.

1. Промінь, що проходить через оптичний центр, - не заломлюється.

2. Промінь, що проходить паралельно до головної оптичної осі, заломлюючись, проходить через фокус.

Будуємо зображення:

1. Предмет, розташований за подвійною фокусною відстанню лінзи.

Лінза дає зменшене, перевернуте, дійсне зображення предмета, яке лежить по другий бік лінзи, між її фокусом і подвійним фокусом.

2. Предмет, розташований на подвійній фокусній відстані лінзи:

Лінза, дає рівне, перевернуте, дійсне зображення предмета, яке лежить по другий бік лінзи, на подвійній фокусній відстані.

3. Предмет розташований між фокусом лінзи та її подвійним фокусом:

Лінза, дає збільшене, перевернуте, дійсне зображення предмета, яке лежить по другий бік лінзи, за подвійною фокусною відстанню.

4. Предмет, що поміщений у фокус лінзи:

Зображення предмета буде розмитим.

5. Предмет розташований між лінзою та її фокусом:

Зображення предмета збільшене, уявне, пряме, і розташоване по той самий бік лінзи, що й предмет.

Розглянемо тепер зображення, що отримуються розсіювальною лінзою. Розсіювальна лінза не дає дійсних зображень, оскільки промені, які проходять крізь неї розходяться.

Яким би не було розташування предмета, лінза дає зменшене, уявне, пряме зображення, яке лежить по той самий бік лінзи, що й предмет.

3. Формула тонкої лінзи. Оптична сила лінзи.

Пропонуємо студентам разом вивести формулу, що визначає оптичну силу тонкої лінзи через співвідношення її фокусної лінзи (F), відстані від предмета до лінзи (d), і відстань від лінзи до зображення (f). Візьмемо збиральну лінзу і розташуємо предмет АВ на відстані d перед нею. Побудуємо зображення А₁В₁ предмета АВ, скориставшись двома променями, що виходять із точки А (на рисунку фокуси позначені F₁ i F₂ ).

Позначимо через h висоту предмета AB, а через H – висоту зображення A₁B_1. Враховуючи, що OB=d, OB₁=f, із подібності трикутників OBA і OB₁A_1, а також COF₂ і A₁B₁F₂ (пари подібних трикутників на рисунку виділені по - різному) отримуємо:

;

Прирівнюючи праві частини цих співвідношень знаходимо: fF+dF=fd; розділивши це рівняння на Fdf отримуємо:

З даного доведення знаходимо формулу збільшення лінзи.:

; або

Якщо лінза збиральна, а зображення уявне, то:

Якщо лінза розсіювальна, то:

Заломлювальну здатність лінзи характеризує величина, що називається оптичною силою лінзи. Оптична сила є більшою в тієї лінзи, у якої фокусна відстань менша. Позначаючи оптичну силу лінзи літерою D, отримаємо:

За одиницю оптичної сили взята діоптріа (1дптр).

Оптичну силу збиральної лінзи домовились вважати додатною, а оптичну силу розсіювальної лінзи від’ємною.