Конспект уроку: Оптичні прилади. Лабораторна робота №12 "Складання найпростішого оптичного приладу" (не оцінюється)

Оптичні прилади 1

З попередніх уроків ви знаєте, що за допомогою лінз можна отримати зображення різних предметів. Цю властивість лінз використовують в оптичних приладах: фотоапаратах, проекторах, мікроскопах, телескопах тощо.

Щоб зображення було якісним, іноді використовують не одну, а кілька лінз в одній оправі. Таку систему лінз називають об’єктивом.

Якщо предмет має дуже малі розміри (мікроби, бактерії), або відстань до нього велика, об’єктива недостатньо для отримання зображення необхідних розмірів. Тоді використовують дві системи лінз – об’єктив і окуляр.

Зображення, утворене об’єктивом, розглядають через окуляр.

Оптичні прилади 2

Найпростішим оптичним приладом, за допомогою якого отримуємо зображення предметів, є лупа – короткофокусна лінза в спеціальній оправі.

Лупою послуговуються годинникарі, ювеліри. Нею полюбляв користуватися знаменитий Шерлок Холмс, шукаючи підтвердження своїм умовиводам.

Користуючись лупою, предмет ставимо між фокусом і лінзою - отримаємо уявне збільшене і пряме зображення.

Використовують лупи зі збільшенням, тобто відношенням розміру зображення до розміру предмета, від 2 до 25 разів.

Зображення, отримане за допомогою лупи, повинне бути на відстані найкращого зору, 25 см, інакше очі будуть швидко втомлюватися.

Два типи апаратів. Фотоапарат

Якщо предмет поставити далеко від лінзи, отримаємо його зменшене перевернуте зображення. Воно буде між фокусом і подвійною фокусною відстанню.

Щоб зображення було чітким, необхідно незначно змінювати положення об’єктива відносно екрана.

За таким принципом побудований фотоапарат. У ньому світло від об’єкта через об’єктив попадає на світлочутливу плівку. Після обробки плівки спеціальними хімікатами на ній отримаємо зменшене зображення, яке називають негативом.

На негативі світлі місця предмета є темними, а темні навпаки – світлими.

Щоб отримати зображення предмета, через негатив пропускають світло на чутливий до нього папір. Після обробки на папері одержимо зображення предмета – фотографію.

Для цього використовують оптичні прилади – фотозбільшувачі.

Все про фотоапарат

Чітке зображення в фотоапараті отримуємо, переміщуючи об’єктив відносно фотоплівки.

Щоб при зміні освітленості можна було регулювати кількість світла, що проходить у фотоапарат, в об’єктив вмонтована діафрагма, якою можна змінювати отвір, через який світло попадає на фотоплівку.

Об’єктив фотоапарата відкривають на малий проміжок часу за допомогою спеціального затвора.

Нині створені цифрові фотоапарати, які працюють за іншим принципом. Використовуючи їх, можна отримати фотографії без хімічної обробки, записати зображення на диск, у пам'ять комп’ютера і відтворити за допомогою принтера.

Крім фотоапаратів, які виділяють певне явище, фіксують коротку мить із нашого життя, є відеокамери. Вони дають змогу зафіксувати протікання певних процесів протягом тривалого часу.

Фотографія – прекрасне досягнення людства Відкрийте свій сімейний альбом, і ви побачите обличчя дорогих вам людей, прекрасні миті відпочинку, подорожей тощо.

Телескоп

Іншим оптичним приладом, від якого предмет перебуває далеко є телескоп.

За допомогою телескопа досліджують Місяць, планети, зорі, інші космічні тіла.

Телескоп має довгофокусний об’єктив, який дає зменшене зображення об’єкта, і це зображення розглядаємо за допомогою короткофокусного окуляра.

Мікроскоп

Для дослідження малих об’єктів використовують мікроскоп.

Зображення предмета, утворене об’єктивом, розглядаємо через окуляр. Збільшення мікроскопа, тобто відношення розміру зображення до розміру предмета, залежить від того, які лінзи поставлені в об’єктиві та окулярі. Воно дорівнює добутку збільшення об’єктива та окуляра, і може бути в межах від 20 до 2000 разів.

Мікроскопи відіграють важливу роль, особливо в біології та медицині.

Проекційні апарати

Якщо предмет поставити між фокусом лінзи і подвійною фокусною відстанню, одержимо збільшене зображення предмета.

Такий випадок отримання зображень використовують в різних проекційних апаратах - кіноапараті, фотозбільшувачі, слайдоскопі тощо. Для того, щоб світло направити на слайд чи діафільм, використовують увігнуті дзеркала, лінзи, що збирають світло в паралельний пучок.

У наш час створені проектори, які відтворюють зображення предметів, записані на диск або занесені в пам'ять комп’ютера.

Нові поняття

Відеокамера – пристрій, за допомогою якого можна зафіксувати протікання різних процесів на магнітну стрічку або диск

Діафрагма – деталь фотоапарата, за допомогою якої змінюють кількість світла, що попадає в фотоапарат

Комп’ютер – пристрій, який швидко виконує математичні і логічні операції за допомогою закладених в нього програм і зберігає результати операцій в пам'яті

Лупа – короткофокусна лінза, яку використовують для розглядання дрібних деталей

Мікроскоп – оптичний пристрій для отримання збільшених зображень малих об’єктів

Негатив – зображення предмета на плівці, обернене реальному, тобто світлі місця є темними, а темні навпаки – світлими

Об’єктив – декілька лінз в одній оправі для отримання якісних зображень предметів

Окуляр – лінзи, через які розглядаємо зображення, утворені об’єктивом

Принтер – пристрій, за допомогою якого записану в пам’яті комп’ютера інформацію можна відтворити на папері

Проекційний апарат – пристрій для отримання збільшених зображень предметів, занесених на прозору плівку

Телескоп – оптичний пристрій для дослідження Сонця, Місяця, планет, зір та інших космічних об’єктів

Фотоапарат – пристрій для отримання зображень предметів на світлочутливій плівці

Лабораторна робота № 12.

Складання найпростішого оптичного приладу

Мета: навчитися виготовляти найпростіші оптичні прилади: перископ або зорову трубу

Обладнання: довгофокусна і короткофокусна лінзи, папір для виготовлення циліндрів, клей, ножиці, пластилін, клейка стрічка – скотч, два дзеркала

Хід роботи

Виготовлення моделі зорової труби

1. Підберіть дві лінзи: одну довгофокусну (F = 20-25 см), другу – короткофокусну (F = 5-7 см). Визначте їх фокусні відстані, одержавши зображення віддаленого джерела світла. Фокусна відстань приблизно дорівнює відстані від екрана до лінзи.

2. З паперу виготовте два циліндри, діаметр яких дорівнює діаметрам лінз. За допомогою пластиліну укріпіть лінзи всередині одного з кінців кожного циліндра.

Напишіть на циліндрах фокусну відстань лінз.

3. Вставте один циліндр в другий. Об’єктивом буде довгофокусна, а окуляром короткофокусна лінзи.

Наведіть трубку на предмет на відстань 5-10 м і, змінюючи відстань між об’єктивом і окуляром (одну трубку переміщуємо в другій), отримайте чітке зображення предмета.

4. Розгляньте інші предмети. Зробіть висновки, зокрема про те, чи змінюється відстань між об’єктивом і окуляром при зміні відстані до предмета.

Виготовлення моделі перископа

1. Підберіть два однакові за розміром дзеркала.

2. З паперу зробіть циліндр, діаметр якого приблизно дорівнює ширині дзеркала.

3. Кінці циліндра обріжте під кутом 45o.

4. Скотчем або пластиліном прикріпіть дзеркала до труби дзеркальною поверхнею всередину.

5. Напроти дзеркал зробіть отвори максимально можливих розмірів.

Модель перископа готова.