Обобщающий урок по теме "Геометрическая оптика"
методическая разработка по физике (11 класс)

Конспект урока

Учебник:  «Физика 11 класс» учебник для общеобразовательных учреждений.

Г.А. Мякишев, Б.Б. Буховцев,  В.М. Чаругин. Москва «Просвещение» 2010.

Общая тема:  «Геометрическая оптика»

Тема урока:    «Обобщающий урок по теме  "Геометрическая оптика"»

Тип урока:  Обобщения и закрепления знаний по теме «Геометрическая оптика»

Цели урока:

- Повторить основные формулы и законы геометрической оптики: закон отражения, закон преломления (Снеллиуса), формулы тонкой линзы.

- Закрепить у учащихся навыки решения задач темы

- Развивать умение объяснять окружающие явления.

Задачи:

Общеобразовательные:

- выявить качество и уровень овладения знаниями и навыками по данной теме;

- продолжить активизацию познавательного интереса школьников на уроках физики через использование информационных технологий;

Воспитательные:

- продолжить формирование навыков общения при работе в коллективе;

- создать условия для реальной самооценки обучающихся.

Развивающие:

- развивать навыки обучающихся самостоятельно решать экспериментальные задачи;

- формировать умения анализировать, сравнивать, систематизировать;

развивать коммуникативные навыки.

Оборудование: персональный компьтер, интерактивная доска, стандартное программное обеспечение к интерактивной доске SMARTBOARD, мультимедийный проектор, дидактический материал по физике к обобщающему уроку по теме «Геометрическая оптика», раздаточный материал.

План урока

1. Организационный момент.
2. Этап целеполагания и мотивации.
3. Этап актуализации знаний.
4. Этап обобщения и закрепления теоретического материала.
5. Этап практического применения материала темы (решение задач).
6. Информация о домашнем задании.
7. Рефлексия (подведение итогов урока).

I этап. 

Уситель: - Здравствуйте! Садитесь!

II этап.

На протяжении нескольких уроков, мы с Вами изучали тему «Геометрическая оптика». Сегодня мы постараемся обобщить и закрепить знания по этой теме.

III этап.

Учитель: - Итак, давайте вспомним о чем же мы с Вами говорили?

Фронтальный опрос: слайд2

1. На какие два фундаментальных закона опирается геометрическая оптика?

Ответ: Закон отражения, закон преломления.

2. Сформулируйте законы отражения света.

Ответ:

Угол падения, равен углу отражения;

;

Свойство обратимости лучей.

3. Приведите краткие исторические факты из истории открытия закона преломления света.

Ответ: 1620 г. астроном и математик Снеллиус открыл закон. Ранее в трудах Декарта выведен с помощью принципа Гюйгенса.

4. В чём заключается принцип Гюйгенса?

Ответ: Каждая точка среды до которой дошло возмущение, сама становится источником вторичных волн.

5. Сформулируйте закон преломления.

Ответ: = n = = 

6. В чём заключается физический смысл показателя преломления?

Ответ: Он равен отношению скоростей света в средах на границы, между которыми происходит преломление.

7. Что показывает абсолютный показатель преломления среды?

Ответ: это показатель преломления среды относительно вакуума. n1 = 

IV этап. Слайд3

Учитель: Итак, всё, что мы сейчас с вами повторили, обобщим, выполним следующие задания (задания на интерактивной доске). 

Задание 1. Сопоставить (указать стрелками) основные законы и формулы.

Закон отражения  

Закон Снеллиуса  

Оптическая сила  

Абсолютный показатель преломления  

Формула тонкой линзы    

Увеличение 

Дополнительный вопрос: Получите из формулы тонкой линзы выражение, определяющее фокус линзы. Слайд4

Ответ:

F = 

Задание 2. Предмет находится за двойным фокусным расстоянием линзы. Построить его изображения. Слайд 5

Дополнительный вопрос: Где используется такое изображение?

Ответ: в фотоаппарате.

Задание 3. По положению предмета и его изображению (параллельны) восстановить положение линзы и её главных фокусов. Слайд 6

Дополнительный вопрос: Почему линза располагается именно в такой плоскости. Как можно её наклонить, что бы она тоже проходила через оптический центр?

Ответ: т.к. предмет и его изображение параллельны друг другу, следовательно, и линза находится в плоскости и параллельно им.(Если наклонить линзу, то формула тонкой линзы не будет работать).

Дополнительный вопрос: Какое свойство линзы позволяет широко использовать их в оптических приборах?

Ответ: Свойство изменять направление лучей, или, как говорят, световыми пучками (основано на явлениях отражения и преломления).

Задние 4. Постройте изображение в рассеивающей линзе, если F=2 см, а d=3 см. Охарактеризуйте его. Слайд 7

Ответ: изображение мнимое, прямое, уменьшенное.

V этап.

Учитель: - Решаем задачи на применение законов отражения и преломления

Задача 1. Луч света падает на границу раздела двух сред под углом 30 градусов. Показатель преломления первой среды равен 2,0. Определите показатель преломления второй среды, если известно, что отражённые и преломлённые лучи перпендикулярны друг другу. Слайд 8

Дано: 

о
n1 = 2,0
 = 90о 
________
n2 – ?

Решение:

 +  +  = 180о;
так как  = , , = 180о – ( + ) = 180о– ( + ).

Из закона Снеллиуса следует, что , , n2 = n1

Вывод: вторая среда оптически менее плотная.

Дополнительный вопрос: От каких факторов зависит абсолютный показатель преломления среды?

Ответ: Во-первых, абсолютный показатель преломления определяется скоростью распространения света в среде, следовательно, как и его скорость зависит от физического состояния среды: от температуры вещества, его плотности и зависит от характеристик самого света (?).

Задача 2. Кажущаяся глубина водоёма h = 6 м. Определите истинную глубину водоёма h0. Слайд 9

Дано:

h = 6 м
n = 1,33  
________
h0 – ?

Решение:

 (1)
треугольник КВ'C: KC = h tg;
треугольник КВС: КС = h0 tg;
tg= h0 tg
h0 =  = h  = h*n = 6м 1, 33  8 (м)
tg sin 
tg  sin   для малых углов.

Ответ: h0 = 8 м.

Вывод: кажущаяся глубина водоёма меньше истинной глубины.

Дополнительный вопрос: Если поверхность воды колеблется, то изображение предметов в воде принимают причудливые формы. Почему?

Ответ: Колеблющаяся поверхность воды представляет собой ряд вогнутых и выпуклых зеркал самой различной формы, дающие разные изображения.

Учитель: Источники света, падая на эти зеркала, дают разные изображения. Подобно этим сферическим зеркалам.

Имеются двояковыпуклые и вогнутые линзы, которые имеют радиусы кривизны сферических поверхностей. Мы решали задачи на применение формулы, и рассчитывали радиус кривизны.

Формула: D = (n – 1) ()

Вопрос: Что эта за формула? Что мы рассчитываем по этой формуле?

Ответ: Формула тонкой линзы.

Учитель: Верно. Но есть и другая запись формулы тонкой линзы (где не учитывается R)

Задача 3. Рассматривая предмет в собирающую линзу, и располагая его на расстоянии 4 см от неё, получают его линейное изображение, в 5 раз больше самого предмета. Какова оптическая сила линзы? Слайд 10

Дано:

d = 4 см = 0,04 м;
Г = 5
_______________
D – ?

Решение:

D = – 
D =  (1)
Г =  (2)
Из (1) следует  f = 
Г = 
Г(1 – Dd) = 1
Г – ГDd = 1
ГDd = Г – 1

Ответ: 20 (дптр)

Дополнительный вопрос: В магазине в отделе “Оптика” выставлены очки. Около них находятся таблички с надписями +2 дптр, – 4 дптр. Какие недостатки зрения исправляют эти очки?

Ответ: Очки D = + 2 дптр исправляют дальнозоркость, в очках используют собирающие линзы. У дальнозоркого глаза фокус за сетчаткой. Чтобы изображение попало на сетчатку глаза, усиливают оптическую силу, применяют собирающуюся линзу. Очки – 4 дптр исправляют близорукость, в очках используют рассеивающую линзу, уменьшают оптическую силу. У близорукого глаза изображение получается впереди сетчатки, чтобы оно передвинулось на сетчатку, оптическую силу уменьшают, применяют рассеивающую линзу.

Задача 4. В трубку вставлены две собирающиеся линзы на расстоянии 20 см одна от другой. Фокусное расстояние первой линзы 10 см, второй – 4 см. предмет находится на расстоянии 30 см от первой линзы. На каком расстоянии от второй линзы получится действительное изображение?

Слайд 11

Дано:

а = 20 см = 0,2 м;
F1 = 10 см = 0,1 м;
F2 = 4 см = 0, 04 м;
d1= 30 см = 0,3 м
__________________
f2 – ?

Решение:

f1=
f1= 
d2 = а – f1 = 0,2 м – 0,15 м = 0,05 м
f2=

Ответ: f2 = 0,2 м.

Дополнительный вопрос: Почему сидя у горящего костра, мы видим предметы, расположенные по другую сторону костра, колеблющимися?

Ответ: вследствие изменения температуры воздуха, изменяется его показатель преломления, следовательно, изменяется и сама среда.

VI этап. Слайд 12

Домашнее задание: № 1121,  № 1124,  № 1127. (Рымкевич “Сборник задач по физике”)

VII этап.

Учитель: Выполните тест – (раздаточный материал - 4 мин.)

I вариант

1. В каком случае угол преломления равен углу падения?

А. Только тогда, когда показатели преломления двух сред одинаковы.
Б. Только тогда, когда падающий луч перпендикулярен к поверхности раздела.
В. Когда показатели преломления двух сред одинаковы; падающий луч перпендикулярен к поверхности раздела сред.

2. Каким равенством выражается закон преломления?

А. ;

Б. ;

В. .

3. При переходе луча в оптически более плотную среду угол падения:

А. Меньше угла преломления;

Б. Больше угла преломления;

В. Равен углу преломления.

4. Если истинная глубина дна водоёма 2,66 м, то кажущаяся глубина равна:

А. 2 м;
Б. 1,33 м;
В. 2,66 м.

5. Возможно ли полное отражение, если световой луч, падает из воздуха в воду?

А. Нет;
Б. Да;
В. Может, если угол падения больше предельного угла отражения.

II вариант

1. Как меняются кажущиеся размеры предмета в воде?

А. Увеличиваются.
Б. Уменьшаются.
В. Не изменяются.

2. Каким равенством выражается увеличение линзы?

А. Г = ;
Б. Г = ;
В. Г = .

3. При переходе луча в оптически менее плотную среду угол падения:

А. Меньше угла преломления;

Б. Равен углу преломления.

В. Больше угла преломления;

4. Человек рассматривает дно водоёма глубиной 4 м (истинная глубина), то кажущаяся глубина:

А. Больше 4 м;
Б. Меньше 4 м;
В. Равна 4 м.

5. Возможно ли полное отражение, если световой луч падает, из воды в стекло?

А. Да;
Б. Нет;
В. Может, если угол падения больше предельного угла отражения.

Учитель: Оцените свой результат Слайд 13

Ответы:

Учитель:

- Если вы ответили правильно на все пять вопросов: - «Молодец! Полностью усвоил тему!»

- Если вы ответили на три или четыре вопроса: - «Не расстраивайся! Обрати внимание на промахи, подучи теорию! У тебя все получится!»

- Если ты ответил меньше чем на три вопроса: - «К сожалению, тем не усвоена! Необходимо еще раз проработать материал! »

- Желаю удачи! Слайд 14

Учитель:

- Спасибо за работу! Урок окончен!

Список литературы:

1. Федеральный центр информационно-образовательных ресурсов - http://fcior.edu.ru
2. Социальная сеть работников образования - http://nsportal.ru
3. Сеть творческих учителей - http://www.it-n.ru
4. Фестиваль педагогических идей «Открытый урок» - http://festival.1september.ru
5. Информационно-образовательный сайт «Физика и астрономия» - http://radik.web-box.ru
6. Образовательные ресурсы интернета – физика - http://www.alleng.ru
7. POLYMEDIA – решения для образования - http://www.edcommunity.ru
8. Учебный портал по использованию ЭОР в образовательной деятельности - http://eor.it.ru