Тема. Кут зору. Оптичні прилади

Мета уроку: показати учням, у який спосіб дослідження оптичних явищ сприяло розвитку вмінь управляти ходом світлових променів і конструювати різні оптичні прилади; розвивати логічне мислення; виховувати культуру мовлення.

Хід уроку

I. Організаційний етап.

ІІ. Перевірка ДЗ.

ІІІ. Пояснення нового матеріалу.

1. Оптична система — сукупність оптичних елементів — створена для формування пучків світлових променів або для одержання зображень.

Всі оптичні прилади можна розділити на дві групи:

а) прилади, які діють тільки разом з людським оком і не утворюють зображень на екрані. До них належать лупа, мікроскоп і різні прилади телескопічної системи. Такі прилади називають візуальними;

б) прилади, за допомогою яких одержують оптичні зображення на екрані. До них належать проекційні апарати, фотоапарати, кіноапарати й інші.

2. Око. Окуляри

Людське око являє собою складну систему. Очне яблуко складається з оболонок, які оточують внутрішнє ядро ока, що становить його прозорий уміст — склоподібне тіло, кришталик, водяниста волога в передній і задній камерах. Світлові промені потрапляють від навколишніх предметів в око через роговицю. Роговиця в оптичному змісті — це сильна збиральна лінза, що фокусує розбіжні в різні сторони світлові промені. Заломившись на передній і задній поверхні роговиці, світлові промені проходять через прозору рідину, що заповнює передню камеру, аж до радужки. Зіниця, круглий отвір у радужці, дозволяє центрально розташованим променям продовжити свою подорож усередину ока. Зіниця не тільки регулює величину світлового потоку на сітківку, але й відсіває бічні, випадкові промені. Далі світло заломлюється кришталиком. За кришталиком розташоване склоподібне тіло, що поширюється аж до сітківки й заповнює собою великий об’єм очного яблука. Промені світла потрапляють, зрештою, на сітківку. Роговиця й кришталик — це дві збірні лінзи, і зображення, проектоване на сітківку, перевернене. У сітківці оптична інформація сприймається світлочутливими нервовими клітинами, кодується в послідовність електричних імпульсів і передається через зоровий нерв у головний мозок для остаточної обробки й свідомого сприйняття.

Здатність ока пристосовуватися до різної яскравості спостережуваних предметів називають адаптацією. Кришталик може змінювати свою кривину, а отже, і оптичну силу. Здатність кришталика змінювати свою кривину в разі зміни відстані до розглянутого предмета називають акомодацією. Якщо людина дивиться на дуже віддалений предмет, то її око найбільш розслаблене. Що ближче розташований предмет, то сильніше напружується око.

Найменшу відстань, на якій око бачить предмет, практично не напружуючись, називають відстанню найкращого зору D. Для людини з нормальним зором ця відстань дорівнює 25 см.

Оптична сила нормального ока 58,5 дптр, що відповідає фокусній відстані 1,71 см. Найпоширенішими дефектами зору є короткозорість і далекозорість, які виправляють, застосовуючи лінзи.

За короткозорості зображення віддаленого предмета виходить усередині ока перед сітківкою. Щоб воно відсунулося від кришталика й перемістилося на сітківку, слід застосовувати окуляри із розсіювальними (увігнутими) лінзами.

За далекозорості все зовсім інакше. Тепер зображення опиняється за сітківкою, і для його переміщення на неї застосовують окуляри зі збиральними (опуклими) лінзами.

3. Лупа

Лупою називається двоопукла лінза з невеликою фокусною відстанню (від 10 до 1 см). Лупа є найпростішим приладом, що дозволяє збільшити кут зору. Лупа збільшує кут зору, а також і зображення предмета на сітківці ока, тому видимі розміри предмета збільшені порівняно з його дійсними розмірами.

4. Телескоп і мікроскоп

Призначення телескопа — зібрати якнайбільше світла від досліджуваного об’єкта й збільшити його видимі кутові розміри. Основною оптичною частиною телескопа є об’єктив, що збирає світло й створює зображення джерела. Якщо об’єктив телескопа являє собою лінзу або систему лінз, то телескоп називають рефрактором, а якщо ввігнуте дзеркало — то рефлектором.

Для одержання великих кутових збільшень (близько кількох сотень) застосовують мікроскоп. Прилад складається із двох систем лінз: об’єктива й окуляра. Необхідно підкреслити, що принцип дії мікроскопа зводиться до послідовного збільшення кута зору спочатку об’єктивом, а потім окуляром. Спочатку об’єктив створює збільшене зображення предмета перед окуляром, а потім окуляр додатково збільшує це зображення. Кутове збільшення оптичних мікроскопів зазвичай змінюється в межах від 15 до 1200.

5. Фотоапарат, проекційний апарат

Фотоапаратом називається пристрій для одержання оптичних зображень різних об’єктів на світлочутливому шарі фотоплівки або матриці.

Необхідно насамперед відзначити, що зображення утворене не лінзою, а за допомогою малого отвору. Лінза потрібна для одержання більш якісного зображення. Тому особливу увагу слід звернути на роль діафрагми у фотоапараті. Будова фотоапарата подібна до будови ока. Роль роговиці й кришталика тут виконує об’єктив, роль же сітківки в плівковому фотоапараті — світлочутлива плівка, а в цифровому — фотоелемент. Істотною відмінністю фотоапарата від ока є спосіб наведення на різкість: для цього зазвичай змінюють відстань від об’єктива до плівки (фотоелемента). Однак останнім часом з’явилися фотоапарати, у яких можна плавно змінювати також і фокусну відстань об’єктива.

IV. Розв’язування вправ.

Для розв’язування вправ буде використано зразок контрольної роботи з друкованою основою. Обрано 4 варіант(на котрольній буде 1-3 аналогічні варіанти)

V. Домашнє завдання

Розв’язати вправи, які не закінчили на уроці.

Пагор Микола Олексійович