11 класс.
Ход лучей в линзе. Поиск закономерностей.
Задание для дистантного обучения 11-7-lens.
ХОД ЛУЧЕЙ В ЛИНЗЕ. ПОИСК ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ
Мы видим предметы благодаря тому, что эти предметы либо сами испускают свет, либо отражают свет, падающий от других источников света. В любом случае можно представить, что каждая точка видимого нами предмета испускает лучи света (собственного или отражённого). Мозг находит предметы по их изображениям, которые он строит на обратных продолжениях лучей, то есть там, откуда эти лучи исходят, что вполне логично. Если же лучи отражаются от зеркал или преломляются в прозрачных средах, те самые обратные продолжения лучей могут давать изображения не в том месте, где находится предмет. Человек научился использовать эти свойства света для получения изображений для специальных случаев: увеличинные (лупа, микроскоп), уменьшенные (чтобы увидеть многое в маленьком окошке), для исправления недостатков зрения, для наблюдения из-за укрытий и пр. Как это происходит в линзах? Каковы законы преломления лучей в собирающих и рассеивающих линзах?
Выбор линзы
Цель работы: из множества возможных лучей найти такие, ход которых после преломления в линзе легко предсказать, а также установить правила построения таких лучей. Установка. Справа в окне анимации вы можете видеть собирающую линзу, на которую падают два луча от фонариков разного цвета. Тип линзы вы можете менять, кликнув то или иное изображение в таблице "Выбор линзы" (см. справа). На рисунке также для вас отмечены оптический центр линзы О, два фокуса линзы F и главная оптическая ось линзы.
Внизу окна анимации есть ползунок, двигая который вы можете менять угол поворота фонариков, запуская их лучи по разным путям.
Аккуратно двигая ползунок, постарайтесь найти 3-4 особенных направлений лучей, для которых можно сформулировать некие правила хода лучей в собирающей и рассеивающей линзах, используя их в дальнейшем, можно будет научиться строить изображения в этих линзах. Сформулируйте эти правила и запишите их, как поняли, в свой лист отчёта.
Примените их для построения в листе отчёта изображения предмета, расположенного между фокусным расстоянием и двойным фокусным расстоянием как собирающей, так и рассеивающей линзы. Примечание. 1. Не впадайте в иллюзию, пересечение лучей в этой анимации не есть изображение, ибо они исходят из разных точек.
2. Можно к экрану прикладывать линеечку, чтобы легче видеть путь параллельного данному лучу или обратное продолжение лучей.
3. Активно используйте анимацию для проверки гипотез при ответе на контрольные вопросы. Если трудно, подсказка: интересные лучи следует искать в крайних положениях ползунка, а также примерно на 1/3 и 1/2 его длины.
Проверьте себя, отвечая на контрольные вопросы.
Полезно также ознакомиться с виртуальным экспериментом "Геометрическая оптика" и видеофрагментом "Как мы видим". 1947. Леннаучфильм. 10:53. 94 Mb. mp4. Желаем успеха!
