Інформація для вчителів
Застосування
Побудова зображення в комбінаціях лінз
В оптичних приладах здебільшого встановлюють не окремі лінзи, а комбінації кількох лінз. Такі системи лінз мають цілком різні властивості й застосовуються в багатьох галузях техніки. Взірцеві приклади цього - зокрема оптичні мікроскопи й телескопи.
Інша інформація для вчителя (1/4)
Попередні знання
Учні мають перед цим засвоїти основи прямолінійного поширення, відбивання та заломлення світла, а також побудову точок зображення. Хід променів у вгнутих і опуклих лінзах має бути відомий.
Принцип
Залежно від комбінації різних лінз виникають специфічні ходи променів. Наприклад, на відміну від плоскоопуклої лінзи, світло, що падає паралельно, на плосковгнутій лінзі не збирається, а розходиться. При заломленні на плоскоопуклій лінзі утворюється дійсний фокус. При доповненні її до двоопуклої лінзи заломлення світла, що падає паралельно, стає сильнішим.
Інша інформація для вчителя (2/4)
Навчальна мета
Дослідами з комбінаціями лінз закріплюються і розширюються знання про шлях світла крізь опуклі та вгнуті лінзи. Крім того, повторюється закон заломлення. Комбінацією плосковгнутої лінзи з двоопуклою намагаються донести учням розуміння того, що цілеспрямованим поєднанням лінз і зміною відстані між ними можна досягати різних сумарних фокусних відстаней.
Завдання
Завдання досліду полягає в тому, щоб дослідити хід світла крізь комбінації опуклих і вгнутих лінз.
Інша інформація для вчителя (3/4)
Примітка
Щодо вмінь і експериментальних навичок учнів дослід не такий вимогливий, проте навички ретельного юстування установки можна розвивати далі. Вони є безпосередньою передумовою кількісного визначення фокусної відстані комбінацій лінз.
Інша інформація для вчителя (4/4)
Вказівки щодо складання та виконання
Точне юстування положення кожного модельного тіла, особливо прикладених одна до одної плоскоопуклих лінз, за допомогою середнього пучка світла, що падає вздовж оптичної осі, є передумовою переконливого результату досліду.
За допомогою півкруглої опуклої лінзи, що входить до набору приладів, і зміною порядку використаних лінз можна скласти ще й інші комбінації лінз, які можна дослідити експериментально.
Правила безпеки
Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.
Інформація для учнів
Мотивація
В оптичних елементах здебільшого є не лише вгнуті чи збиральні лінзи, а комбінації різних типів лінз. У так званому телескопі Галілея двоопукла лінза править за об'єктив. Вона збирає світло, що падає, у напрямку фокуса. За окуляр править двовгнута лінза.
Телескоп як приклад комбінації лінз
Завдання
Як світло проходить крізь комбінації лінз?
- Дослідь хід світла крізь комбінації опуклих і вгнутих лінз.
Схема досліду
Обладнання
| Позиція | Обладнання | Артикул | Кількість | 1 | Освітлювач галогенний, 12 В / 20 Вт | 09801-00 | 1 | 2 | Модельне тіло, плоскоопукле, f = +100 мм | 09810-04 | 2 | 3 | Модельне тіло, плосковгнуте, f = -100 мм | 09810-05 | 1 | 4 | PHYWE Джерело живлення пост. струм: 0...12 В, 2 A / змін. струм: 6 В, 12 В, 5 A | 13506-93 | 1 |
|---|
Додаткове обладнання
| Позиція | Обладнання | Кількість |
|---|---|---|
| 1 | Лінійка (прибл. 30 см) | 1 |
| 2 | Білий папір (DIN A4) | 1 |
Складання (1/2)
Увага!
Стеж за тим, щоб лінзи лежали плоскою поверхнею точно на вертикальній лінії перехрестя ліній і щоб їхнє положення під час експериментування не змінювалося.
- Накресли посередині свого аркуша паперу прямокутне перехрестя ліній. Нехай точка перетину ліній буде (\M\).
- Постав на відстані 3 см від на вертикальній лінії по одній позначці з кожного боку.
Підготовка
Складання (2/2)
- Поклади плоскоопуклу лінзу (шорстким боком донизу) плоскою поверхнею точно на вертикальну лінію перехрестя ліній між обома позначками.
- Встав трищілинну діафрагму в освітлювач з боку лінзи й постав його приблизно за 10 см навпроти плоскої поверхні модельного тіла.
Підготовка
Виконання (1/3)
- Під'єднай освітлювач до блока живлення (12 В ~).
- Пересувай освітлювач і, за потреби, обережно лінзу, доки середній пучок світла не проходитиме точно вздовж оптичної осі й не заломлюватиметься при проходженні крізь лінзу.
- Спостерігай за ходом паралельного світла при проходженні крізь лінзу і запиши свої спостереження.
- Познач положення фокуса на оптичній осі.
Виконання (2/3)
- Зміни свою дослідну установку відповідно до наступних рисунків.
- Щоразу спостерігай за ходом світла і особливо за положенням фокуса. Запиши всі спостереження.
Виконання (3/3)
- Знову зміни свою дослідну установку відповідно до наступних рисунків і запиши всі свої спостереження
- Вимкни блок живлення і зніми освітлювач та модельне тіло з паперу.
Протокол
Завдання 1
10°
Оціни правдивість двох наведених нижче тверджень:
Питання
Питання
Завдання 2
10°
Питання
Завдання 3
Питання
Завдання 4
Питання
Історична зорова труба