ИНТЕРАКТИВНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ УЧИТЕЛЯ ПО ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИКЕ

Интерактивная лаборатория учителя по геометрической оптике предназначена для изучения законов геометрической оптики и демонстрации работы оптических устройств. Лаборатория позволяет выпролнить 30 экспериментов, посвященным таким явлениям как прямолинейное распространение света; образование тени и полутени; зеркальное отражение света; диффузное отражение света; зависимость фокусного расстояния линзы от показателя преломления внешней среды; связь расстояния от предмета до линзы с расстоянием от линзы до его отражения; сферическая аберрация; хроматическая аберрация; действие оптической системы глаза; прохождение света через плоскопараллельную пластину. Кроме того, набор дает возможность для компьютерного моделирования прохождения пучка света через линзу.

В состав набора входит: источник света с галогеновой лампой (2 шт.) мощностью 20 Вт, лазерный источник света, комплект цилиндрической оптики, световод, светофильтры, плоское зеркало, диафрагма с одной щелью, диафрагма с двумя щелями, кювета, модель глаза на магнитной бумаге. Апертура цилиндрической оптики 140 мм. Элементы набора имеют встроенные магниты, обеспечивающие их установку и фиксацию на вертикальной поверхности магнитной классной доски. Кроме того, в комплект входит флеш-накопитель с ПО для компьютерного моделирования.

Световод представляет собой пластиковый гибкий цилиндр диаметром 5 мм и длиной 300 мм со специальной насадкой для закрепления на источнике. Источник света обеспечивает получение плоскопараллельного и расходящегося пучка света. Размер плоскопараллельного светового пучка — 35 мм. Температура поверхности источника света при длительной работе максимум 40°С. На торцевых поверхностях источника расположены направляющие для закрепления оптических элементов. На боковой поверхности корпуса источника света расположены разъемы для подвода электропитания таким образом, чтобы два источника могли быть расположены вплотную. Лазерный источник света обеспечивает скользящие по рабочей поверхности лучи с малой расходимостью, которые параллельны друг другу, а также данный источник имеет размеры 85х50х26 мм и запитывается от сетевого адаптера с выходным напряжением 6В. Длина провода питания 1,1 м. Количество лучей лазерного источника света регулируемое, и имеет значения 1, 3 или 5 лучей.

Программное обеспечение позволяет моделировать преобразование параллельного пучка света в сходящийся или расходящийся при прохождении через линзу. Моделирование осуществляется путем разбиений пучка света на отдельные лучи и расчета распространения и преломления в линзе этих лучей, идущих на разных удалениях от главной оптической оси. При этом учитываются как толщина слоя стекла, так и углы наклона его поверхностей. Для осуществления моделирования в программу вводятся радиусы кривизны правой и левой преломляющих поверхностей линзы, выбирается тип преломляющей поверхности линзы (выпуклая, вогнутая, плоская) и показатель преломления материала линзы Кроме того, по выбору обеспечивается построение нормалей к преломляющим поверхностям в точках прохождения через них световых лучей и построение продолжений расходящихся лучей при рассмотрении рассеивающих линз. При расчете хода лучей программа показывает не конечную картину прохождения лучей через линзу, а прорисовывает распространение луча во времени. Координаты любой точки на экране могут определяться и показываться при установке в эту точку маркера. Программа обеспечивает копирование изображения хода лучей на экране в буфер обмена, после чего оно имеет возможность вставки в графический или текстовый редактор. Точность выполнения расчетов обеспечивает корректное сравнение моделей тонкой и толстой линзы, рассмотрение зависимости положения точки фокусировки от диаметра параллельного пучка, падающего на линзу, а также иллюстрацию понятия главной плоскости линзы в случае, когда этих плоскостей две.

Набор имеет методические указания по выполнению 30 экспериментов. Методическое руководство разбито на разделы, отражающие различные темы курса геометрической оптики в школьной программе. Описание опытов сопровождается фотографиями, показывающими, какие результаты учитель должен получить в ходе демонстрации. Кроме того, представлена информация по работе с программой моделирования, постановке и решению физических задач с ее применением. Методическое руководство отпечатано на бумаге плотностью 80 гр./м2, форматом А4, печать двусторонняя.

Предусмотрена система хранения в пластиковом контейнере с ложементом и прозрачной крышкой. Контейнер имеет габаритные размеры: высота — 150 мм, ширина — 312 мм, длина — 425 мм.