Урок-проект "Оптические приборы". 11-й класс

Цель: познакомить обучающихся с устройством и принципом действия оптических приборов

Задачи.

Предметные:

• Рассмотреть ход лучей в оптических приборах (лупа, микроскоп, телескоп, фотоаппарат, проектор; глаз, как оптическая система), выяснить какое изображение они дают.
• Научить обучающихся определять угловое увеличение визуальных приборов.

Метапредметные:

• Развивать у обучающихся познавательные интересы, интеллектуальные и творческие способности в процессе решения физических задач и самостоятельного приобретения новых знаний по физике посредством переработки и предъявления учебной и научно-популярной информации.
• Способствовать развитию коммуникативных способностей обучающихся, толерантных качеств, операций логического мышления (анализ, синтез, сравнение).

Личностные:

• Показать практическую значимость изучаемого материала (применение приборов).
• Воспитывать интерес к предмету.

Тип урока: урок-проект

Оборудование: ПК, проектор, лупа, микроскоп, телескоп, фотоаппарат, видеоурок: “Глаз. Оптические приборы”, 8 класс.

План урока

1. Орг. момент. Определение темы урока, задач.
2. Творческое воспроизведение ранее изученного материала.
3. Изучение нового материала.
4. Инфоурок по теме “Глаз”. Обсуждение фильма. Мини-проекты обучающихся. Заполнение таблиц.
5. Физминутка
6. Первичный контроль и самоконтроль. Тестирование. Проверка. Самооценка.
7. Творческое применение знаний. Фронтальное решение задачи.
8. Мини-проекты обучающихся. Заполнение таблиц.
9. Применение полученных знаний. Работа в парах. Самооценка. Проверка.
10. Творческое применение знаний. Решение задач повышенной сложности.
11. Итоги урока. Рефлексия.
12. Заключение. Свет в нашей жизни.

1. Орг. момент. Слайд 2

Доброе утро! Прошу вас удобно сесть и закрыть глаза. Звучит лёгкая музыка. Учитель читает стихотворение И.А.Бунина:

Чудный дар природы вечной, дар бесценный и святой,
В нем источник бесконечный наслажденья красотой:
Небо, солнце, звезд сиянье, море в блеске голубом –
Всю картину мирозданья мы лишь в свете познаем.

Да будет свет! Откройте глаза.

Введение в тему урока. Как вы думаете, каким стал бы наш мир без света? Действительно, как сказал поэт: Если б солнечный свет вдруг бы взял и пропал, мир бы сразу угрюмым и темным весь стал.

А что, на ваш взгляд, общего между светом и выставкой приборов у нас в кабинете? Почему сегодня на уроке я организовала эту выставку? (Выставка оптических приборов)

Верно, сегодня в центре нашего внимания – оптические приборы. Запишите тему урока: “Оптические приборы”.

Слайд 3. Определение задач урока.

Что бы вы хотели узнать о приборах, о чём поговорить? Принцип действия, оптическая схема, какие изображения получаются, где применяются эти приборы. Это те задачи, которые мы должны сегодня решить. Я позволю себе добавить ещё одну, практически важную задачу – ввести понятие углового увеличения приборов и научиться его определять (лупа, микроскоп, телескоп).

2. Воспроизведение ранее изученного материала. Слайд 4

Для решения поставленных задач, потребуется вспомнить изученный ранее материал.

? Какие изображения можно получить с помощью линз. (Ответ: прямое – обратное, мнимое – действительное, увеличенное, уменьшенное, равное по размеру).

? Зависит ли вид изображения от формы линзы. (Ответ: рассеивающая линза всегда даёт мнимое, уменьшенное, прямое изображение; у собирающей линзы изображение зависит от положения предмета относительно фокуса линзы).

? Всегда ли выпуклая линза является собирающей. (Ответ: только при нахождении в менее плотной среде, например, стеклянная линза в воздухе).

? От чего зависит D линзы. (Ответ: от R, n_линзы и n_среды. D = (n₁ –n₂)(1/R₁ – 1/R₂), где n= n_линзы/ n_среды).

? Плосковыпуклую стеклянную линзу (n_стекла = 1,54), перенесли из воздуха (n_{воздуха} = 1) в воду (n_воды = 1,33). Выберите два верных утверждения о характере изменений, произошедших с оптической системой “линза + окружающая среда”. (Демоверсия ЕГЭ 2016, № 24)

1) Линза из собирающей превратилась в рассеивающую.

2) Линза была и осталась рассеивающей.

3) Фокусное расстояние уменьшилось, оптическая сила увеличилась.

5) Линза была и осталась собирающей

3. Изучение нового материала. Слайд 5

Посмотрите внимательно на таблицу, и, опираясь на ваш жизненный опыт, определите признак, по которому проведена классификация оптических приборов.

Ответ: слева приборы, которые действуют только совместно с человеческим глазом и не образуют изображения на экране (лупа, микроскоп, телескоп), их называют “визуальными”.

С какого прибора вам бы хотелось начать обсуждение? Давайте начнём с самого важного оптического прибора, созданного в ходе эволюции самой природой, без которого трудно представить существование человека в окружающем его мире, и которого нет в нашей таблице – это глаз человека.

Слайд 6. Глаз и зрение.

Предлагаю для просмотра и дальнейшего обсуждения фрагмент инфоурока по теме “Глаз”. При просмотре обратите внимание на следующие вопросы (вопросы записаны на доске). Вы заметили какую-нибудь особенность в записи вопросов? Вопросы записаны в алфавитном порядке, а вот ответы в фильме будут не по порядку, будьте внимательны:

Дальнозоркость. Инерция зрения. Расстояние наилучшего зрения. Стереоскопичность зрения.

Просмотр фрагмента инфоурока “Глаз. Оптические приборы”, 8 класс. (Первые 4 минуты фильма). http://infourok.ru/videouroki

Слайд 7. Обсуждение фильма.

Учитель. И так, глаз - это оптическая система, проецирующая изображение, воспринимающая и “кодирующая” полученную информацию для головного мозга. Вернёмся к вопросам, поставленным перед просмотром.

Слайд 8. Где и какое изображение даёт оптическая система глаза?

Ответ: действительное, уменьшенное перевернутое изображение рассматриваемого объекта на сетчатке.

Слайд 9. В чём заключается аккомодация глаза?

Ответ: это изменение оптической силы глаза (способность при помощи мышц менять кривизну хрусталика) - приспосабливаться к видению, как на близком, так и на более далеком расстоянии.

Слайд10. Инерции зрения – после прекращения светового раздражения, зрительное впечатление исчезает не сразу – на этом основано действие кино.

Слайд 11. Чему равно расстояние наилучшего зрения? Ответ: около 25 см.

Зачем нужны два глаза? Ответ: Стереоскопичность зрения, т.е. объемность предмета, другими словами - трехмерное изображение. При этом увеличивается поле зрения.

Слайд 12. Внимание, сейчас будет введено новое понятие.

Размер изображения предмета на сетчатке h определяется углом зрения с вершиной в оптическом центре глаза и лучами, направленными на крайние точки предмета.

Минимальный угол зрения ?(?₀), под которым две точки ещё видны раздельно – называют разрешающей способностью (остротой) глаза. Опыт дает для минимального угла зрения значение около одной угловой минуты (??? 1?), так как расстояние между двумя соседними палочками или колбочками равно примерно 5 мкм (h ? ? 5·10?? мм), а фокусное расстояние оптической системы глаза f=17,2 мм.

Мини-проекты обучающихся

Слайд 13. О дефектах зрения и их коррекции расскажет Никита Корсаков.

Слайд 14. По ходу выступления, фиксируйте в таблице ответы на предложенные вопросы. Шаблон для ответов (незаполненная таблица) на столах.

Слайд 15-17. Выступление обучающегося. “Очки”. Приложение 1

Слайд 18-20. Выступление обучающегося. “Контактные линзы”.

4. Физминутка. Слайд 21.

5. Первичный контроль и самоконтроль. Приложение 2

Проверь себя: 6 вопросов с одним вариантом ответа, 1 вопрос на соответствие. Вопросы на столах.

Слайд 22-28. Обсуждение правильных ответов.

6. Творческое применение знаний. Решение задачи на доске. Школьник, читая книгу без очков, держит её на расстоянии 20 см от глаз. Какие очки он должен носить?

Ответ: D = - 1 дптр.

2 урок

7. Мини-проекты обучающихся. Заполнение таблиц.

Слайд 29. Подробнее остановимся на конструктивных особенностях некоторых оптических приборов. Слушая выступления одноклассников, не забывайте заполнять таблицу (листы с таблицами на столах).

Слайд 30-35. “Лупа”. Выступление обучающегося. Приложение 3

Слайд 36-37. “Микроскоп”. Выступление обучающегося. Приложение 3

Слайд 38-40. “Телескоп”. Выступление обучающегося. Приложение 3

Слайд 41-44. “Фотоаппарат”. Выступление обучающегося. Приложение 3

Слайд 45-46. “Проектор”. Выступление обучающегося. Приложение 3

8. Применение полученных знаний. Самооценка.

Решение задач. Работа в парах. Через отведённое учителем время проверка ответов. При необходимости коррекция решения.

1. Найти угловое увеличение лупы, оптическая сила которой 20 дптр. (5)
2. Найти угловое увеличение лупы, фокусное расстояние которой равно 10 см. (2,5)
3. Оптическая сила D объектива микроскопа равна 100 дптр, D окуляра 50 дптр. Расстояние между объективом и окуляром 19 см. Чему равно угловое увеличение микроскопа? (237,5)
4. Фокусное расстояние F объектива микроскопа 1 см, F окуляра равно 2 см. Расстояние между объективом и окуляром 15 см. Чему равно угловое увеличение микроскопа? (187,5)
5. Оптическая сила D объектива телескопа 0,5 дптр, оптическая сила D окуляра равна 50 дптр. Определите угловое увеличение телескопа. (100)

9. Творческое применение полученных знаний. Решение задачи на выбор, защита решения.

Автомобиль движется со скоростью 72 км/ч на расстоянии d=500м от фотоаппарата, фокусное расстояние которого равно F=50 см. Какова должна быть экспозиция t, чтобы размытость изображения не превышала х=0,0001м? Ответ: t =5 мс.

Мальчик, читал книгу в очках, расположив её на расстоянии 25 см, а сняв очки на расстоянии 12,5 см. Какова оптическая сила его очков? Ответ: - 4 дптр

Объектив фотоаппарата имеет фокусное расстояние 5 см, а размеры кадра 24 на 35 мм. С какого расстояния надо фотографировать чертёж размерами 480 на 600 мм, чтобы получить максимальный размер изображения? Ответ: 1,05 м

10. Итоги урока. Рефлексия.

Давайте вспомним задачи, которые мы ставили в начале первого урока. Все ли задачи решены? Что нового вы узнали, что не получилось, почему?

Дома вы можете дорешать задачи, откорректировать таблицу. На следующем уроке контрольная работа по геометрической оптике.

Для любознательных вопрос: какое изображение мы видим в дверной глазок и почему, какая там линза?

Оценки за урок.

11. Заключение. Слайд47.

Мы начали урок с понятия о свете не случайно, признавая важность оптики и световых технологий для жизни граждан всего мира, Генассамблея ООН провозгласила 2015 год Международным годом света и световых технологий. А что есть свет не с физической точки зрения?

Слайд 48. Свет это разум и сознание. Свет это воля и мечта. Свет это то, что руку тянет, когда нам помощь так нужна. Дарите свой свет и тепло своей любви окружающим вас людям. Я благодарю вас за работу, урок окочен.