Opracowała:
Izabela Pucko XL
Nauczycielka Liceum Ogólnokształcącego im. St. Żeromskiego w Warszawie

TEMAT
Symulacja powstawania obrazu w soczewce z zastosowaniem programu OPTYKA. Badanie równania soczewki.

ZAKRES NAUCZANIA
podstawowy

PROGRAM
OPTYKA w części “Soczewka”
Wykorzystamy program Optyka, który jest symulacją prezentującą działanie soczewki zarówno skupiającej jak i rozpraszającej. Pokazany jest bieg promieni i tworzenie się obrazów rzeczywistych i pozornych. Można “zbadać” zależność odległości obrazu od odległości przedmiotu od soczewki i otrzymać wykres y(x).

FORMY PRACY
Indywidualna praca uczniów w pracowni informatycznej; w drugiej części omówienie karty pracy w zespole klasowym lub jako praca domowa

CELE LEKCJI
Celem lekcji jest, aby uczeń :

1. utrwalił równanie soczewki
2. umiał wyznaczać ogniskową soczewki
3. wiedział, jak zmiana odległości przedmiotu od soczewki wpływa na rodzaj powstałego obrazu
4. wiedział, jak zmiana rodzaju soczewki wpływa na powstający obraz
5. wiedział, jak powiększenie p zależy od odległości przedmiotu od soczewki x .

POZIOM WIEDZY I UMIEJĘTNOŚCI WSTĘPNYCH
Uczeń wie :

1. co to jest soczewka, ognisko soczewki
2. jak powstają obrazy w soczewkach
3. jak doświadczalnie wyznaczać ogniskową soczewki
4. jakie jest równanie soczewki

PRZEBIEG LEKCJI

1. Powtórzenie wiadomości z ostatniej lekcji
2. Objaśnienie zasad pracy z kartą

KARTA PRACY UCZNIA

Przebieg doświadczenia :

1. Wybierz rodzaj soczewki (skupiającą lub rozpraszającą)

2. Wpisz wartość ogniskowej f.
3. Ustaw przedmiot w odległości:

a) x > 2f
b) f < x < 2f
c) x = 2f
d) x < f

4. Odczytaj x, y , h_x , h_y,
5. Opisz cechy obrazu:
   • powiększony, pomniejszony czy tych samych rozmiarów (powiększenie p)
   • prosty czy odwrócony
   • rzeczywisty czy pozorny
6. Te same czynności wykonaj dla soczewki skupiającej i rozpraszającej.
7. Zanotuj swoje uwagi i obserwacje.
8. Wyniki i obliczenia zapisz w tabeli.

   Tabela obserwacji : SOCZEWKA SKUPIAJĄCA:

   Lp.	x	y	hx	hy	p	Rzeczywisty pozorny	Prosty odwrócony	Równanie soczewki
   								1/x+1/y	1/f
   3a
   3b
   3c
   3d

   Tabela obserwacji : SOCZEWKA ROZPRASZAJĄCA:

   Lp.	x	y	hx	hy	p	Rzeczywisty pozorny	Prosty odwrócony	Równanie soczewki
   								1/x+1/y	1/f
   3a
   3b
   3c
   3d

9. Wnioski

    

SPODZIEWANE EFEKTY
Przykład wyników badań przeprowadzonych przez uczniów dla soczewki skupiającej o ogniskowej f = 0,5 m i rozpraszającej o ogniskowej f = - 0,5 m..

Tabela obserwacji : SOCZEWKA SKUPIAJĄCA :

Tabela obserwacji : SOCZEWKA ROZPRASZAJĄCA :

Wnioski
Dla soczewki skupiającej:

- wraz ze zmniejszaniem się odległości przedmiotu od soczewki x powiększenie p wzrasta
- jeżeli odległość przedmiotu od soczewki x jest większa od ogniskowej f powstały obraz jest rzeczywisty i odwrócony (jeżeli x = 2f to obraz jest takich samych rozmiarów jak przedmiot)
- jeżeli odległość przedmiotu od soczewki x jest mniejsza od ogniskowej f powstały obraz jest pozorny i prosty
- wraz ze zmniejszaniem odległości przedmiotu od soczewki x wysokość obrazu się zwiększa

Dla soczewki rozpraszającej
- wraz ze zmniejszaniem się odległości przedmiotu od soczewki x powiększenie p wzrasta
- zmiana odległości przedmiotu od soczewki x nie ma wpływu na rodzaj powstałego obrazu: zawsze będzie on pozorny, prosty
- powiększenie p < 1 i powstałe obrazy są pomniejszone

Zarówno dla soczewki skupiającej i rozpraszającej spełnione jest równanie soczewki.

PRACA DOMOWA
Na dole ekranu w programie OPTYKA/Soczewki pojawia się wykres y(x). Sprawdź przebieg wykresu dla wybranych wartości x z tabeli.

UWAGI DOTYCZĄCE REALIZACJI LEKCJI:

• Na ile warunki pozwolą uczeń samodzielnie wykonuje symulację. Można też to samo wykonać w grupach 2, 3-osobowych.
• Rozdajemy uczniom karty pracy i dla każdej grupy dajemy inną wartość ogniskowej. Wskazane jest, aby wartości te mieściły się w przedziale od 0,18 m do 1,00 m.