عدسی های مقعر و محدب

اهداف

• دانش آموزان خواهند فهمید که عدسی های مقعر و محدب چگونه کار می کنند، بعضی از کاربردهای متفاوت این دو نوع عدسی را خواهند دید و آزمایشی انجام می دهند که نشان می دهد این عدسی ها چگونه کار می کنند. همچنین ، آنها قادر خواهند بود که اصطلاحات مرتبط با عدسی ها را به کار ببرند.

وسایل لازم

• 10 لیوان پلاستیکی
• 10 سکه یا قاشق
• کاغذ، مداد، خط کش، مقوای سفید
• چند عدسی محدب، عدسی مقعر، تیغه متوازی السطوح
• یک منبع نور موازی

روش تدریس

برانگیختن انگیزه:

1. با دانش آموزان خود کمی از نور صحبت کنید: درباره اینکه نور به خط راست حرکت می کند و در هر محیط یکنواختی سرعت ثابتی دارد.
2. از دانش آموزان بخواهید یک آزمایش ساده انجام دهند: یک فنجان پلاستیکی را با یک سکه که در ته آن قرارداده شده، بردارید. از دانش آموزان بخواهید طوری سکه را قرار دهند که نتوانند آنرا ببینند. سپس بدون اینکه تکان بخورند، تا زمانی که بتوانید سکه در ته فنجان را ببینند به آن آب اضافه کنید یا برای فهم بیشتر یک قاشق در فنجان آب قرار دهید تا شکسته شدن آن را ببینند.

مراحل کار و طرز تهیه:

بعد از انجام دادن این آزمایش با دانش آموزان از آنها بپرسید که آیا می دانند که چرا با ریختن آب، سکه در ته لیوان معلوم شد؟ یا، چرا قاشق در آب شکسته  می شود؟ برایشان توضیح دهید که نور وقتی از یک محیط به محیط دیگر می رود، سرعتش تغییر می کند و برای همین تغییر زاویه می دهد. به این پدیده "شکست نور" می گویند.

در مورد این مفاهیم در کلاس بحث کنید و کلاس را به سمت جواب درست، هدایت کنید:

1. شکست : خم شدن نور وقتی که از یک محیط به محیط دیگری حرکت می کند.
2. بعد از اینکه دانش آموزان کار با عدسی های متفاوت را شروع کردند، از آنها بپرسید که آیا می توانند مثالهای دیگری از شکست نور بزنند؟ سپس، با این سوال ادامه بدهید که عدسی ها، اجسامی که نور را از میان خود عبور می دهند، چگونه برای شکست نور استفاده می شوند؟ همچنین ، توضیح دهید که انواع مختلفی از عدسی ها وجود دارد: محدب و مقعر.

از دانش آموزان بپرسید که آیا فرق بین عدسی محدب و مقعر را می دانند؟

• عدسی محدب : عدسی هایی هستند که وسط آن نسبت به لبه ها ضخیم تر است.
• عدسی مقعر: عدسی هایی هستند که وسط آن نسبت به لبه ها نازک تر است.
  

عدسی های محدب:

1. این عدسی پرتوهای موازی نور را طوری شکست می دهند که همه در یک نقطه متمرکز می شوند.
2. " آیا کسی می داند نزدیک شدن پرتوهای نور به هم را چه می نامند؟ این پدیده به نام "همگرایی" شناخته می شود."
3. نقطه ای که در آن پرتوهای نور به هم می رسند را "نقطه کانونی" می نامند.
4. به فاصله مرکز عدسی تا نقطه کانونی، "فاصله کانونی" می گویند.
5. ضخیم تر بودن وسط عدسی باعث کم تر شدن فاصله کانونی می شود.
6. برای مثال ذره بین، یک عدسی محدب است.
7. عدسی محدب موجود در دستگاه اورهد را به دانش آموزان نشان دهید.
8. این عدسی می تواند تصویری ایجاد کند که بدون نگاه کردن به میان عدسی، دیده شود. این نوع تصویر به عنوان "تصویر حقیقی" شناخته می شود و می توان آن را روی پرده تشکیل داد.
9. وقتی اشیا در امتداد فاصله کانونی به عدسی محدب نزدیک می شوند، یک تصویر، که به عنوان "تصویر مجازی" شناخته می شود، تولید می کند. برای دیدن تصویر مجازی شما باید به میان عدسی نگاه کنید.

عدسی های مقعر:

1. این عدسی پرتو های موازی ِ نور را طوری شکست می دهد که از هم دور می شوند.
2. " آیا کسی می داند دور شدن پرتوهای نور از هم را چه می نامند؟ این پدیده به عنوان "واگرایی" شناخته می شود."
3. عدسی مقعر همیشه یک تصویرمجازی ایجاد می کند.
4. عدسی مقعر موجود در دستگاه اورهد را به دانش آموزان نشان دهید.

استفاده های عملی از عدسی ها:

چه کسی می تواند برخی از کاربردهای عدسی ها را نام ببرد؟

دوربین ها (محدب عادی)، عینک ها (نزدیک = مقعر؛ دور = محدب)، تلسکوپها (حداقل 2 تا محدب)، میکروسکوپ (حداقل 2 تا محدب)

در هنگام توضیح  هر نوع عدسی، پدیده های همگرایی و واگرایی را با آزمایش به آنها نشان دهید. عدسی ها را روی کاغذ سفید قرار دهید و به آنها نور موازی بتابانید، و مسیر پرتو ها را روی کاغذ رسم کنید و نشان دهید که پرتو ها نسبت به هم همگرا (یا واگرا) هستند.

توسعه

از دانش اموزان بخواهید که کاربرد های عدسی های محدب و مقعر را در بیرون کلاس به یاد بسپارند و نوع عدسی ها را در هر مورد مشخص کنند.

ارزشیابی

امروز ما یاد گرفتیم که چگونه نور می تواند در میان یک شی شکسته شود. از بچه ها بخواهید در مورد اینکه چگونه این پدیده با پدیده انعکاس تصاویر از آینه ها، متفاوتند و همچنین چگونه به هم مرتبط اند، فکر کنند . این سوال ها را از دانش آموزان بپرسید و مطمئن شوید که مطلب را یاد گرفته اند:

1. عدسی ها چگونه می توانند یک تصویر ایجاد کند ؟
2. تفاوت بین عدسی ها مقعر و محدب چیست؟
3. بعضی از کاربردهای عدسی ها در زندگی روزمره را نام ببرید.

مترجم: وحید رستمی