Линзы и их оптическая сила

Слайд 1. Линзы и их оптическая сила

Физика, 9 класс: основы геометрической оптики

Слайд 2. Что такое линза?

Линза — это прозрачное тело, ограниченное двумя сферическими поверхностями. В школьном курсе мы рассматриваем тонкие линзы, толщина которых мала по сравнению с радиусами кривизны их поверхностей.

Главное свойство линзы — способность преломлять световые лучи, изменяя их направление.

Слайд 3. Два основных типа линз

Обычно выпуклая посередине. Превращает параллельный пучок лучей в сходящийся. Главный фокус находится в точке, где лучи пересекаются после преломления.

Вогнутая посередине. Превращает параллельный пучок в расходящийся. Имеет мнимый фокус — точку, в которой пересекаются продолжения лучей.

Слайд 4. Основные элементы линзы

Слайд 5. Оптическая сила линзы

Оптическая сила линзы — это величина, обратная её фокусному расстоянию.

Формула: $D=\frac{1}{F}$

Где $F$ — фокусное расстояние, измеряемое в метрах (м).

Единица измерения оптической силы — диоптрия (дптр).

1   дптр = 1   м^{-1}

Слайд 6. Сравнение оптической силы: от чего она зависит?

Связь с кривизной и фокусом. Оптическая сила $D$ напрямую определяется формой линзы. Чем сильнее искривлены (выпуклы) её поверхности, тем круче линза преломляет световые лучи. Это приводит к уменьшению фокусного расстояния $F$. Поскольку $D=1/F$, линза с малым фокусом всегда обладает большей оптической силой.

Практический пример. Сравним две линзы из одного материала. «Толстая» линза ($5$ дптр) собирает лучи гораздо ближе к себе, чем «тонкая» ($2$ дптр).

Вопрос для обсуждения: Как изменится преломляющая способность, если заменить линзу $2$ дптр на $5$ дптр? (Ответ: она увеличится в $2,5$ раза, а фокусное расстояние во столько же раз сократится).

Слайд 7. Линзы в жизни и технике

Очки и контактные линзы для коррекции зрения

Объективы фотоаппаратов и смартфонов

Микроскопы для изучения микромира

Телескопы для наблюдения за звездами

Лупы для чтения мелкого текста

Слайд 8. Знаки оптической силы

Важно помнить: при расчетах для рассеивающей линзы мы всегда подставляем значение со знаком «минус». Например, линза для коррекции близорукости имеет отрицательную оптическую силу.

Слайд 9. Вопросы для обсуждения

Почему капля воды на листе растения может прожечь его на солнце?

Какая линза сильнее преломляет свет: +2   дптр или +5   дптр?

Как изменится оптическая сила системы, если сложить две линзы вместе?

В каких единицах нужно измерять расстояние $F$, чтобы правильно вычислить $D$?

Слайд 10. Итоги урока

Линза преломляет свет благодаря своей кривизне и материалу.

Главные характеристики: фокусное расстояние $F$ и оптическая сила $D$.

Формула связи: $D=1/F$.

Собирающие линзы имеют $D>0$, рассеивающие — $D<0$.

Оптическая сила измеряется в диоптриях (дптр).