Линзы: построение изображений — 8, 9 и 11 класс
«Линзы» — готовый интерактивный урок по физике.
Физика · 8, 9 и 11 класс
Об уроке «Линзы»
Готовый интерактивный урок физики для восьмого и девятого класса: линзы. Ученик зажигает бумагу виртуальной лупой, находит фокус, строит изображение свечи тремя лучами и подбирает очки, чтобы «вылечить» близорукий глаз. Всё построено на формуле тонкой линзы, поэтому числа и ход лучей на экране честные.
Изображение в уроке не дано заранее — ученик двигает свечу, линзу и экран сам и наблюдает, как меняется картинка: где она перевёрнутая, где мнимая, а где не появляется вовсе. Три главных луча рисуются на экране по-настоящему, а не просто описываются словами.
Дальше урок выходит за пределы одной линзы: разбирает глаз и очки как ту же самую оптику, добавляет отражение и преломление на примере надломленной в стакане ложки, а заканчивает дисперсией — почему призма Ньютона раскладывает свет в радужный спектр, а обычная капля дождя ведёт себя как маленькая призма.
Темы урока «Линзы»
Пять тем идут от одной линзы к оптике вокруг: сначала фокус и построение изображения тремя лучами, затем та же линза внутри глаза и очков, а в конце — отражение, преломление и дисперсия, которые объясняют мир за пределами одной свечи и экрана.
- Линза собирает светЗажигаем бумагу лупой и находим точку, куда сходится весь пучок, — фокус.
- Как строится изображениеТащим свечу вдоль оси и смотрим, как три луча честно рисуют её изображение.
- Линзы вокруг: глаз и очкиГлаз — это линза с экраном. Разбираемся, какие очки лечат близорукость.
- Отражение и преломлениеЗеркало, надломленная ложка в стакане и оптоволокно: почему свет не выходит из воды.
- Дисперсия: откуда радугаПризма Ньютона, спектр и длина волны, ход луча в капле дождя и цвет предметов.
Изображение в линзе строят тремя главными лучами. Луч, идущий параллельно главной оптической оси, после линзы проходит через фокус. Луч, идущий через оптический центр линзы, проходит без преломления. Луч, идущий через фокус перед линзой, после неё выходит параллельно оси. Для построения достаточно любых двух из этих трёх лучей, третий служит проверкой. Вид итогового изображения зависит от того, где относительно фокуса стоит предмет: дальше двойного фокуса получается уменьшенное и перевёрнутое изображение, между фокусом и двойным фокусом — увеличенное и перевёрнутое, а между фокусом и линзой — увеличенное и мнимое.
Практика для учеников
В «Наведи резкость» ученик двигает экран, пока изображение свечи не станет чётким, и сам снимает получившееся расстояние. В «Что за изображение?» — сначала угадывает, каким будет изображение по случайному положению свечи, и только потом видит, как прорисовываются лучи.
- Наведи резкостьлабораторнаяСвеча, линза со случайным фокусом и экран. Двигай экран, пока изображение не станет чётким, — и сними расстояние сам.
- Что за изображение?игра-детективСвеча стоит на случайном месте. Угадай, каким будет изображение, — а потом лучи прорисуются и покажут правду.
- для построения хватает двух лучей, третий — проверка
- смотрят, где предмет относительно фокуса и двойного фокуса
- мнимое изображение ищут на продолжениях расходящихся лучей
Как проходить урок
- нажмите «Начать урок» — теория и практики идут по шагам, настраивать ничего не нужно
- открывайте с проектора: сцены рассчитаны на показ всему классу
- на этой странице открыта первая тема урока, остальные — после бесплатной регистрации учителя
- «Поделиться с учениками» даёт ссылку на весь урок: по ней ученик занимается без регистрации
Геометрическая оптика и задачи на построение изображений. Живое построение снимает главную трудность темы: ученик своими глазами видит, что происходит с изображением, когда предмет проходит через фокус. Темы про глаз, очки и дисперсию можно оставить на отдельное занятие или на повторение перед контрольной.
Сценарии урока
- Построение с проектораУчитель на экране медленно подводит свечу к фокусу и просит класс предсказать, что случится с изображением на экране, когда свеча пройдёт фокус.
- Парная работа у доскиВ парах ученики по очереди строят изображение по случайному положению свечи и объясняют друг другу, почему получилось увеличенное или уменьшенное изображение.
- Разговор про очкиНа занятии про глаз и очки ученики разбирают, почему при близорукости нужна рассеивающая линза, а не собирающая, как в обычной лупе.
Частые ошибки
- Строят изображение всего одним лучом вместо необходимых хотя бы двух.
- Не отмечают на оси фокус и двойной фокус перед построением.
- Считают, что изображение в линзе всегда получается перевёрнутым.
Вопросы и ответы
Какие лимиты на использование «Линз» в подписке Нейрум?
Лимитов на прохождение нет, и платить за урок не нужно ни вам, ни ученикам. Построение лучей и формула тонкой линзы считаются на странице, без нейросети, значит токены подписки не расходуются. Их тратят генерирующие продукты Нейрум, а тренажёры живут отдельно от этого счёта.
Скольким ученикам можно отправить «Линзы»?
Скольким угодно — классу целиком, восьмому и девятому вместе, одиннадцатому отдельно перед экзаменом или одному ученику на дополнительном занятии. Ссылка одна, а разные классы берут разные части урока: каждый наводит резкость и определяет, какое получилось изображение, в своём темпе. Разбор приходит к ученику сразу после ответа, с объяснением, почему вышло именно так.
Что учитель увидит после урока «Линзы»?
Журнал по «Линзам» держит явку по именам: у каждого восьмиклассника, девятиклассника и одиннадцатиклассника отмечено, что урок открыт и пройден целиком, так что отметку за работу можно поставить, не собирая тетради. Построения ученик разбирает сам и сразу: спутал действительное изображение с мнимым или сбился в трёх главных лучах — объяснение появляется следом за ответом.
Почему «Линзы» просят бесплатный аккаунт?
Без него открыта первая тема — как линза собирает свет. Построение изображений, глаз и очки, отражение с преломлением и дисперсия открываются после бесплатной регистрации учителя; она же открывает журнал, где отмечается прохождение по каждому ученику. Ученик по вашей ссылке проходит урок полностью и ни о чём не просит.
