Проект на тему "Линзы, открывающие новый мир"

В индивидуальном проекте по физике на тему "Линзы, открывающие новый мир" учеником 9 класса рассмотрены различные виды линз, их применение не только в физике, но и в других науках. Автором работы также проанализировано строение и функционирование зрительного анализатора, нарушения деятельности оптической системы глаза.

В ходе исследовательской работы по физике "Линзы, открывающие новый мир" описаны результаты опросов по поводу проблем зрения в младших и старших классах ГБОУ «Школа №147 г.о. Донецка» и предложены методы их коррекции. При исследовании использовалась стеклянная колба с водой и прозрачный полуцилиндр как оптические приборы.

В результате исследовательского проекта по физике о линзах, учащимся 9 класса экспериментально выяснена зависимость фокусного расстояния колбы с водой от ее радиуса, определен показатель преломления прозрачного полуцилиндра, как собирающей линзы. Предложено линзу использовать как преобразователь световой энергии в тепловую.

Оглавление

Введение
РАЗДЕЛ 1 Виды линз и их особенности
1.1. Простые линзы: собирающая и рассеивающая линзы
1.2. Линза Френеля
1.3. Гравитационная линза
1.4. Линза Люнеберга и магнитная линза
1.5. Биологическая линза
РАЗДЕЛ 2 Применение линз в медицине
2.1. Глазные болезни. Изменение хрусталика.
2.2. Исследование патологии органов зрения ГБОУ «Школа №147 г.о.Донецка».
РАЗДЕЛ 3 Применение основных свойств линз.
3.1. Колба с водой как двояковыпуклая линза.
3.2. Полуцилиндр как собирающая линза.
3.3. Линза, как преобразователь световой энергии в тепловую энергию.
Заключение
Список литературы
Приложения

В первую очередь, свою работу я хочу начать с истории создания до гениальности простого изобретения, как линза, которая по праву заняла достойное место в физике и во многих исследованиях других наук.
Изобретение линз уходит вглубь тысячелетий. Много таких линз было обнаружено при раскопках в Египте, Греции, Месопотамии, Италии.

В развалинах Кносского дворца на Крите была найдена небольшая плоско- выпуклая линза из горного хрусталя с фокусным расстоянием около 140 мм, датируемая 1200–1600 г. до н.э. Известно, что император Нерон пользовался сапфировой солнцезащитной линзой, вставленной в оправу.

Очень интересная находка была сделана А. Лейардом при раскопках дворца Саргона в Ниневии. Он обнаружил линзу из горного хрусталя, датируемую 725 г. до н.э. линза плосковыпуклая, овальной формы толщина линзы – 0.5 см, фокусное расстояние – 10.7 см. Эта линза была исследована в поляризованном свете английским физиком Дейвидом Брюстером Брюстер пришел к заключению, что это подлинная оптическая линза.

Ученый мир Европы был потрясен астрономическими открытиями Галилея, сделанными им в 1609-1610 гг. при помощи телескопа. Галилей усовершенствовал технологию изготовления линз до такой степени, какой она еще никогда не достигала. Это позволило ему изготовить зрительную трубу 30кратного увеличения, в то время как зрительные трубы ремесленников-оптиков увеличивали в 3 раза.

Благодаря повышению качества изготовления линз, а главное, благодаря тому, что ученые, наконец, осознали необходимость улучшения качества обработки линз, оптика в XVII в. превратилась из "чистой" науки в науку, имеющую огромное практическое значение.
Цель моих исследований – понять принцип работы всех видов линз, их применение не только в физике, но и в других науках.

Действительно ли линза является ключом ко многим открытиям, сделанными когда-либо человеком? Либо без нее можно было и обойтись?
Также в своей работе я хочу соединить две неразлучные науки, такие как биология и физика. В работе также будут рассмотрены опыты, которые я осмелился повторить вслед за древнегреческими учеными, чтобы проверить их справедливость и тем самым рассмотреть эволюцию линзы.

К такой цели я пришел, когда случайно наткнулся на автобиографические данные некоторых ученых и философов. В них и говорилось об опытах, но я пошел дальше, сделав некоторые расчеты, дабы определить тип линзы и ее применение в те времена.

Также в работе будут описаны результаты опросов и моих исследований по поводу проблем зрения в младших и старших классах моей школы. Так как я заметил, что по некоторым причинам появилось повышение количество учеников с ухудшенным зрением, что приемлемо для людей пожилого возраста, но никак не детей и подростков.

На этой стадии я рассмотрю хрусталик глаза, который можно считать биологической линзой. Ведь именно изменения хрусталика ведут ко многим проблемам зрения. Именно все вышеперечисленное привело меня к такой работе, которая открыла для меня много нового и интересного, чем одарила нас природа - способность видеть и изучать.

Практическое значение и научная новизна данной работы – заново открыть роль линзы в науке, ее предназначение. Повторить опыты древнегреческих ученых и понять их суть. Также объяснить роль линз с медицинской и биологической точки зрения.

Линза (нем. Linse, от лат. lens — чечевица) — деталь из оптически прозрачного однородного материала, ограниченная двумя полированными преломляющими поверхностями вращения, например, сферическими или плоской и сферической Рис. 1.1.1. В настоящее время всё чаще применяются и «асферические линзы», форма поверхности которых отличается от сферы. В качестве материала линз обычно используются оптические материалы, такие как стекло, оптическое стекло, оптически прозрачные пластмассы и другие материалы.

В зависимости от форм различают собирающие (положительные) и рассеивающие (отрицательные) линзы. К группе собирательных линз обычно относят линзы, у которых середина толще их краёв. Рис. 1.1.2, а к группе рассеивающих — линзы, края которых толще середины Рис.1.1.3.

Следует отметить, что это верно, только если показатель преломления у материала линзы больше, чем у окружающей среды. Если показатель преломления линзы меньше, ситуация будет обратной. Например, пузырёк воздуха в воде — двояковыпуклая рассеивающая линза.

Линзы характеризуются, как правило, своей оптической силой (измеряется в диоптриях), и фокусным расстоянием.
Для построения оптических приборов с исправленной оптической аберрацией важны и иные свойства линз и их материалов, например, коэффициент преломления, показатель поглощения и показатель рассеяния материала в выбранном оптическом диапазоне.

Виды линз: Рис. 1.1.4
Собирающие: -двояковыпуклая, -плоско-выпуклая ,-вогнуто-выпуклая
Рассеивающие: двояковогнутая, -плоско-вогнутая, -выпукло-вогнутая

Отличительным свойством собирательной линзы является способность собирать падающие на её поверхность лучи в одной точке, расположенной по другую сторону линзы Рис. 1.1.5 . Если на некотором расстоянии перед собирательной линзой поместить светящуюся точку S, то луч света, направленный по оси, пройдёт через линзу не преломившись, а лучи, проходящие не через центр, будут преломляться в сторону оптической оси и пересекутся на ней в некоторой точке F, которая и будет изображением точки S. Эта точка носит название сопряжённого фокуса, или просто фокуса.

Если на линзу будет падать свет от очень удалённого источника, лучи которого можно представить идущими параллельным пучком, то по выходе из неё лучи преломятся под бо́льшим углом и точка F переместится на оптической оси ближе к линзе. При данных условиях точка пересечения лучей, вышедших из линзы, называется фокусом F, а расстояние от центра линзы до фокуса — фокусным расстоянием.

Лучи, падающие на рассеивающую линзу Рис.1. 1.6 , по выходе из неё будут преломляться в сторону краёв линзы, то есть рассеиваться. Если эти лучи продолжить в обратном направлении так, как показано на рисунке пунктирной линией, то они сойдутся в одной точке F, которая и будет фокусом этой линзы. Этот фокус будет мнимым.

Сказанное о фокусе на оптической оси в равной степени относится и к тем случаям, когда изображение точки находится на наклонной линии, проходящей через центр линзы под углом к оптической оси. Плоскость, перпендикулярная оптической оси, расположенная в фокусе линзы, называется фокальной плоскостью.

Сложная составная линза. Состоит не из цельного шлифованного куска стекла со сферической или иными поверхностями, а из отдельных примыкающих друг к другу концентрических колец небольшой толщины, которые в сечении имеют форму призм специального профиля . Рис. 1.2.1

Линзы Френеля бывают кольцевыми и поясными. Кольцевые направляют световой поток в каком-либо одном направлении. Поясные линзы посылают свет от источника по всем направлениям в определённой плоскости. Диаметр линзы Френеля может составлять от единиц сантиметров до нескольких метров.
Массово применяется в осветительных устройствах, особенно подвижных, для минимизации веса и затрат на перемещение.

Помещая линзу Френеля вблизи фокальной плоскости объектива и окуляра оптической системы (в зеркальных фотоаппаратах), конструкторы достигают максимальной равномерности освещённости изображения на матовом стекле видоискателя. При этом кольцевая структура линзы маскируется матовым стеклом, а паразитное рассеивание не оказывает влияния на изображение.

Линзы Френеля применяются в крупногабаритных фокусирующих системах морских маяков Рис. 1.2.2, в проекционных телевизорах, оверхед-проекторах (кодоскопах), фотовспышках.
Сверхплоская лёгкая лупа — тонкий лист пластика, отлитый в форме линзы Френеля, оказывается удобным увеличительным стеклом для людей с пониженным зрением, вынужденным читать текст, напечатанный мелким шрифтом. Благодаря малой толщине, такая лупа используется как закладка и линейка Рис. 1.2.3

Массивное тело (планета, звезда) или система тел (галактика, скопление галактик), искривляющая своим гравитационным полем направление распространения излучения, подобно тому, как искривляет световой луч обычная линза Рис. 1.3.1

Как правило, гравитационные линзы, способные существенно исказить изображение фонового объекта, представляют собой достаточно большие сосредоточения массы: галактики и скопления галактик. Более компактные объекты, например, звёзды, тоже отклоняют лучи света, однако на столь малые углы, что зафиксировать такое отклонение не представляется возможным. В этом случае можно лишь заметить кратковременное увеличение яркости объекта-линзы в тот момент, когда линза пройдёт между Землёй и фоновым объектом.

Если объект-линза яркий, то заметить такое изменение нереально. Если же компактный объект-линза излучает мало или же не виден совсем, то такая кратковременная вспышка вполне может наблюдаться. События такого типа называются микролинзированием. Интерес здесь связан не с самим процессом линзирования, а с тем, что он позволяет обнаружить массивные и невидимые никаким иным способом компактные тела.

Ещё одним направлением исследований микролинзирования стала идея использования каустик для получения информации, как о самом объекте-линзе, так и о том источнике, чей свет она фокусирует. Кроме того, имеются предложения по использованию каустического микролинзирования для выяснения геометрической формы источника, либо для изучения профиля яркости протяжённого фонового объекта, и в частности для изучения атмосфер звёзд-гигантов.

Линза, в которой коэффициент преломления не является постоянным, а изменяется по некоторому закону в зависимости от расстояния от центра в сферических или от оси в цилиндрических линзах.

Обычно закон изменения коэффициента преломления подбирается таким образом, чтобы при прохождении линзы параллельные лучи фокусировались в одной точке на поверхности линзы, а испущенные точечным источником на поверхности — формировали параллельный пучок Рис. 1.4.1
Подобная конструкция линз была впервые предложена немецким/американским математиком Рудольфом Люнебергом

Линза Люнеберга частично покрытая токопроводящим материалом обладает огромной (относительно истинных размеров) эффективной площадью рассеяния в широких углах облучения. Линзы Люнеберга широко используются в технике сверхвысоких частот. Одним из таких использований является создание сильно отражающих радиоволны объектов. В частности, линзы Люнеберга используются в ракетах-мишенях для имитации эффективной площади рассеяния реальных целей с большими размерами (например, боевых самолётов).

Магнитная линза - устройство электронной оптики, линза для фокусировки электронов Рис. 1.4.2. Представляет собой цилиндрически симметричный электромагнит с очень острыми кольцевыми наконечниками полюсов, который создаёт в малой области очень сильное неоднородное магнитное поле, которое и отклоняет летящие вертикально через эту область электроны. Магнитные линзы применяются, например, в электронных микроскопах.

Хрусталик (лат. lens) — прозрачное тело, расположенное внутри глазного яблока напротив зрачка; являясь биологической линзой, хрусталик составляет важную часть светопреломляющего аппарата глаза Рис. 1.5.1
Максимальная толщина хрусталика взрослого человека примерно 3,6—5 мм, его диаметр около 9—10 мм. Радиус кривизны передней поверхности хрусталика в покое аккомодации равен 10 мм, а задней — 6 мм.

Аккомодация — приспособление органа либо организма в целом к изменению внешних условий. Чаще всего термин применяется при описании изменений преломляющей силы оптической системы глаза для ясного восприятия объектов, расположенных на разном расстоянии.

Роговица (лат. cornea, роговая оболочка) — передняя наиболее выпуклая прозрачная часть глазного яблока, одна из светопреломляющих сред глаза. Обеспечивая две трети оптической силы глаза. Напоминая по форме дверной глазок, она позволяет хорошо видеть окружающий нас мир.
Поскольку в роговице нет кровеносных сосудов, она идеально прозрачная, что и определяет ее как наилучшую среду для преломления света.

Также особую роль в оптической системе играет стекловидное тело — гелеподобное студнеобразное прозрачное вещество, заполняющее пространство между хрусталиком и сетчаткой в глазу. Оно занимает около 2/3 объема глазного яблока. Его функция в основном лежит в формировании и поддержании определенной формы глаза. Но также оно является непосредственно средой для преломления света, проходящего через хрусталик и проецирующего на сетчатку.

Глаз человека представляет собой сложную оптическую систему, которая состоит из роговицы, влаги передней камеры, хрусталика и стекловидного тела.

Линзы являются универсальным оптическим элементом большинства оптических систем. Традиционное применение линз — бинокли, телескопы, оптические прицелы, теодолиты, микроскопы и фото видео техника. Одиночные собирающие линзы используются как увеличительные стёкла.

Другая важная сфера применения линз офтальмология, где без них невозможно исправление недостатков зрения — близорукости, дальнозоркости, неправильной аккомодации, астигматизма и других заболеваний. Линзы используют в таких приспособлениях, как очки и контактные линзы.

В радиоастрономии и радарах часто используются диэлектрические линзы, собирающие поток радиоволн в приёмную антенну, либо фокусирующие на цели. В конструкции плутониевых ядерных бомб для преобразования сферической расходящейся ударной волны от точечного источника (детонатора) в сферическую сходящуюся применялись линзовые системы, изготовленные из взрывчатки с разной скоростью детонации (то есть с разным коэффициентом преломления).

В моей работе стояла задача разобраться с болезнями глаз, которые возникают из-за патологии биологической линзы – хрусталика; объяснить факторы, влияющие на его изменение, пути решения этих проблем.

Хрусталик –это очень важная часть глаза, дающая нам возможность видеть. А через зрение мы получаем 90 % информации из окружающей среды. Могут встречаться следующие аномалии развития хрусталика:

Врожденная афакия встречается очень редко. Она представляет собой отсутствие хрусталика, то есть отсутствие сенсорной системы-зрения.

Лентиконус и лентиглобус - нарушение формы хрусталика. Лентиконус это деформация хрусталика, при которой его передняя или задняя поверхность имеет форму конуса. Лентиглобус представляет собой сферическую деформацию поверхности хрусталика. При этих врожденных аномалиях пациенты жалуются на снижение остроты зрения. Обычно возникает близорукость.

Колобома хрусталика - врожденная аномалия развития хрусталика, характеризующаяся нарушением его нормальной формы. Колобомой называется изолированный клиновидный дефект экваториального края хрусталика.

Микросферофакия - при этой аномалии развития хрусталик уменьшен в размерах (микрофакия) и имеет шаровидную форму (сферофакия). Преломляющая способность хрусталика при этой аномалии резко увеличивается и у пациента возникает близорукость высокой степени.

В наше время основными болезнями, связанными с изменением глазного яблока и хрусталика являются дальнозоркость (гиперметропия) и близорукость (миопия). Близорукость (миопия) — это дефект (аномалия рефракции) зрения, при котором изображение падает не на сетчатку глаза, а перед ней Рис. 2.2.1.

Близорукость, или миопия, — одно из самых распространенных заболеваний у школьников. К возрасту 15-16 лет практически каждый второй ребенок страдает детской близорукостью. Это связано с тем, что учеба в средних и высших учебных заведениях связана, главным образом, с длительной зрительной работой на близком расстоянии (чтение, письмо, черчение), особенно при неправильном освещении и плохих гигиенических условиях.

С введением информатики в школах и распространением персональных компьютеров положение стало ещё более серьёзным. В настоящее время существуют 3 признанных способа коррекции близорукости, а именно: очки, контактные линзы и лазерная коррекция зрения.

Дальнозоркость (гиперметропия) — Рис. 2.2.2 особенность рефракции глаза, состоящая в том, что изображения далеких предметов в покое аккомодации фокусируются за сетчаткой. В молодом возрасте при не слишком высокой дальнозоркости с помощью напряжения аккомодации можно сфокусировать изображение на сетчатке. Для получения отчетливого изображения на сетчатке приходится усилить рефракцию. Это аномалия зрения, которую имеют около четверти населения Земли.

Существует ошибочное мнение, что дальнозоркие хорошо видят вдаль, однако это не всегда так. Часто дальнозоркие видят плохо и вблизи, и вдали. Однако люди, страдающие лишь возрастной дальнозоркостью, хорошо видят вдаль, так как у них нет аномалий рефракции и хрусталик всегда находится в расслабленном состоянии. Дальнозоркие люди часто испытывают головные боли при выполнении работы вблизи. Одной из причин дальнозоркости может быть уменьшенный размер глазного яблока на передне-задней оси. Практически все младенцы — дальнозоркие. Но с возрастом у большинства этот дефект пропадает в связи с ростом глазного яблока.

Дальнозоркость может быть исправлена при помощи как очков, так и контактных линз, чтобы изменить направление лучей света в глазу. Астигматизм приобрел роль своеобразной эпидемии, которую каждый человек зарабатывает сам. 15% населения земного шара имеют астигматизм глаза.

Астигматизм в переводе с латыни — отсутствие (фокусной) точки. Астигматизм возникает вследствие неправильной формы роговицы или хрусталика. В нормальном состоянии роговица и хрусталик здорового глаза имеют ровную сферическую поверхность. При астигматизме их сферичность нарушена. Она обладает разной кривизной по разным направлениям.

Я провел опрос в своей школе и на ее примере увидел реальное количество детей, страдающих от глазных заболеваний. В частности, от дальнозоркости и близорукости. По подсчетам на начало 2024 -2055 учебного года из 489 учащихся у 89 (25- дальнозоркость, 64- близорукость) наблюдалась патология органов зрения, на начало 2025- 2026 учебного года из 462 обучаемых у 92 ( 27-дальнозоркость, 65- близорукость) учащихся наблюдается патология органов зрения. За год произошел рост на 3% количества детей страдающих от заболевания глаз.

Анализ данных опроса учащихся за 2 года в табл. 2.2.1 является подтверждением этого. Количество учащихся в возрасте с 6 до 10 лет имели это заболевание в 2024-2025 учебном году – 29, количество учащихся, имеющих близорукость в 2025-2026 учебном году- 24. Частота миопии особенно возрастает в период интенсивного роста детей – с 10 до 15 лет.

Количество учащихся, имеющих близорукость этой возрастной группы в 2024-2025учебном году -35учащихся, в 2025 – 2026 учебном году - 41учащийся. То есть, приблизительно 1/5 учащихся школы имеют достаточную степень болезни, чтобы корректировать свое зрение и испытывать дискомфорт при чтении и обучении.

Объяснить это можно непониманием самих школьников, что зрение нужно беречь. Читая на близком расстоянии от глаз, при плохом освещении, лежа или в транспорте, много времени проведенного за компьютером и телевизором, заставляет хрусталик напрягаться, увеличивать аккомодацию, его форма постепенно меняется от этого проявляется близорукость.
Уже с младшего школьного возраста нужно привить ребёнку полезные зрительные привычки: правильно сидеть за рабочим столом, не читать в транспорте, делать перерывы каждые 30 минут работы.

ак говорилось ранее, моя цель повторить и проверить правильность опытов некоторых древнегреческих ученых. В частности философа и трагика Сенеки. Во времена его жизни, I век нашей эры, уже было известно благодаря ему о необычном свойстве воды. Стеклянный шар, наполненный водой, обладает способностью увеличивать видимые через него предметы.

Философ Сенека отмечал, что при рассматривании через такой шар мелкое неясное письмо, кажется больше и разборчивее. Эту способность объясняли тогда не выпуклой формой поверхности шара, а действием воды.

Интересно использовать колбу как оптический прибор. Попытаемся «поймать» фокус пустой колбой. Ничего не получится - колба действует как рассеивающая линза. Теперь наполним колбу водой - она уже работает как собирающая линза и позволяет сфокусировать солнечные лучи Рис. 3.1.1, Рис.3.1.2.

Наполненная водой колба является весьма непростой оптической системой, последовательно состоящей из тонкой рассеивающей линзы, толстой собирающей линзы (шара) и второй тонкой рассеивающей линзы. Оптически «положительный» водяной шар доминирует над «отрицательной» стеклянной оболочкой, в которую он заключен, и наполненная водой колба фокусирует солнечные лучи, действуя как собирающая линза.

Итак, я провел опыт, в котором убедился, что стекло и вода в сумме дают отличную линзу, которую вполне легко смастерить самому.
Выясним зависимость фокусного расстояния колбы от ее радиуса Рис. 3.1.3, Рис. 3.1.4

• Подготовим три колбы с разными диаметрами. Нальем в них воду, которая должна заполнять весь шар до горлышка.
• Измерим радиусы колб: 6,21 см, 10см и 27см.
• Рассчитаем фокусное расстояние , n - коэффициент преломления света в воде, который равен 1,3. Подставим значения в формулу. Проведем расчеты:

1/F = (n-1) × {1/R+1/R+(n-1)2/ (n×R) }
1/F=(1,3-1){2/6,21+(1,3-1)×2/(1,3×6,21)}=0,3(2,6+0,6/8,073)=
=0,3×3,2/8,073=0,96/8,073
F=807,3:96=8,4(см)
1/F'=(1,3-1){2/10+(1,3- 1)×2/(1,3×10}=0,3(2,6/13+0,6/13)=
=0,78/13+0,18/13=0,96/13.
F'=1300:96=13,5(см)
1/F''=(1,3-1){2/27+(1,3-1)×2/(1,3×27)}=0,3(2,6+0,6/35,1=
=0,3×3,2/35,1=0,96/35,1
F''=3510:96=36,6(см)

Из этих вычислений видно, что F Стеклянную колбу с водой можно использовать в качестве собирающей линзы.

В качестве собирающей линзы я решил использовать полуцилиндр, сделанный из однородного куска стеклопластика.
Определим оптический центр полуцилиндра и его фокусное расстояние:

Для опыта используем фонарик и лист бумаги
Направляем сначала свет фонарика на основание полуцилиндра, затем направим световые лучи на боковые стороны полуцилиндра Рис. 3.2.1
Определим положение точек F1 и F2, расстояние между ними: 10,38 см.
Середина этого расстояния и будет оптическим центром линзы О.
Значит, расстояние от центра линзы О до точек F1 и F2 и будет фокусным расстоянием: F1=F2= f =5,2 см

Рассчитаем показатель преломления света по формуле:

В ходе работы мы доказали, что прозрачный полуцилиндр является собирающей линзой и определили его оптический центр и фокусное расстояние: F=5,2 см. Определили показатель преломления прозрачного полуцилиндра, используя его в качестве собирающей линзы.

Летом этого года, поливая цветы в особо жаркий день, я заметил, что на листьях образуются маленькие прожоги. Я проверил свою догадку опытом, посмотрев как капли воды способствуют этому процессу. Набрызгав несколько капель на лист, вечером я заметил те же образования.
Каплю воды можно считать аналогом линзы. Я решил провести аналогичный эксперимент, только с линзой из стекла. Также было интересно, как влияет цвет поверхности, которая будет прожигаться, на время процесса.

Рассмотрим собирающую линзу в качестве «зажигательного стекла» и зависимость скорости прожигания бумаги от ее цвета.
Проведем опыты: Рис. 3.3.1 Выбираем солнечный день.

• Подготовим бумагу пяти цветов: синюю, оранжевую, зеленую, белую, черную
• Берем простую выпуклую собирающую линзу
• Выбираем солнечное место, «ловим» луч, который будет фокусироваться в виде светлой точки на бумагу и засекаем время
• Ждем пока в области фокуса луча, бумага не начнет прожигаться
• Фиксируем время
• Проделываем это с каждым листом цветной бумаги

Итак, черная бумага зажглась за 3 с.; синяя-4 с.; оранжевая-6с.; зеленая-10 с.; белая-12 с.
Опыты показали нам, что бумага разного цвета поглощает и отражает солнечный свет по-разному. Чем темнее свет бумаги, тем большее количество тепла она поглощает. Линзы можно использовать в качестве прибора для превращения световой энергии в тепловую.

Практическое значение и научная новизна данной исследовательской работы по физике на тему "Линзы, открывающие новый мир" – заново открыть роль линзы в науке, ее предназначение. В современных условиях очень  актуальна проблема нарушения зрения школьников. Роль линз для коррекции зрения огромна.

В результате исследований патологии органов зрения в ГБОУ «Школа №147 г.о. Донецка» я убедился в том, что у детей идет нарушение зрения из-за незнания ими неблагоприятных внешних факторов, которые приводят к ранним и быстро прогрессирующим нарушениям зрения, из-за отсутствия благоприятных условий для нормального развития.

Необходимо проводить разъяснительную работу с родителями и детьми о видах нарушения зрения, факторах, способствующих их формированию и возможностях не медикаментозной профилактики этих нарушений:

• соблюдение правильного режима при зрительной работе;
• соблюдение правил работы с компьютером, соблюдение правильного освещения;
• соблюдение правильного положения при чтении;
• периодическое применение зрительной гимнастики;
• на пользу глаз пойдет и общее укрепление организма, занятия спортом, правильное питание и частные прогулки на свежем воздухе.

Целью моих исследований было – понять принцип работы всех видов линз, их применение не только в физике, но и в других науках. В основной части своего индивидуального проекта я рассмотрел различные виды линз и их особенности, применение. На опытах изучил главную особенность линз – получать различные изображения.

Убедился в том, что стеклянную колбу с водой и прозрачный полуцилиндр можно использовать в качестве собирающей линзы.
Особенность линз, собирать лучи света в одну точку, можно использовать в приспособлениях для разжигания огня, для превращения световой энергии в тепловую.

1. Ландсберг Г. С. Элементарный учебник физики: Учеб. пособие.- М.: «Наука», 1976.С.226-287.
2. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Том 4. Оптика. – М.: «Наука», 1980.С.309-315.
3. Аксѐнова М.Д. Энциклопедия для детей. Т. 16. Физика. Часть вторая. – М.: Аванта+, 2001. С.207, 408.
4. Прохоров А.М. Френеля линза // Физическая энциклопедия. Т. 5 М.: Большая Российская энциклопедия, 1998. С. 374—375,760.
5. Сапин М.Р., Сивоглазов В.И. Анатомия и физиология человека (с возрастными особенностями детского организма): Учеб. пособие. - М.: «Академия», 2002. С.23-38.
6. М.Борн, Э.Вольф Основы оптики. – М.: «Наука», 1970.-721с.
7. В.В.Майер Простые опыты по криволинейному распространению света.- М.: «Наука», 1984,С.106-113.
8. Журнал «Медпомощь» Заболевания и их лечение. Лечение глаз. Режим доступа: http://med-pomosh.com/
9. Дроздов В.Оптика колбы Режим доступа: http://kvant.mccme.ru/2011/01/drozdov
10. Википедия Глаз человека Режим доступа: http:// ru.wikipedia.org
11. Устройство глаза детей Режим доступа: http:// yandex.ua/images
12. Школьная близорукость: причины, профилактика, лечение Режим доступа: http:// forsmallbaby.ru
13. «Занимательная физика в вопросах и ответах» Режим доступа: http://elkin52.narod.ru/
14. «Классная физика» Режим доступа:http://class-fizika.narod.ru/p11.htm

Виды линз

Простые линзы: собирающая и рассеивающая линзы

Собирающие:
1. двояковыпуклая
2. плоско-выпуклая
3. вогнуто-выпуклая

Рассеивающие:
4. двояковогнутая
5. плоско-вогнутая
6. выпукло-вогнутая

Линзы Френеля

Гравитационная линза

Линза Люнеберга и магнитная линза

Хрусталик

Близорукость и дальнозоркость

Таблица 2.1
Патология органов зрения учащихся ГБОУ «Школа №147 г.о.Донецка»
В 2024-2025 и 2025-2026 ученом году

Класс	Количество учащихся, имеющих дальнозоркость		Количество учащихся, имеющих близорукость
	2024/2025 учебный год	2025/2026 учебный год	2024/2025 учебный год	2025/2026 учебный год
1-А	1	2		1
1-Б	2	5	3	1
2-А	2	1	4
2-Б		2	4	3
3-А	2	2	7	4
3-Б	2		4	4
4-А	1	2	2	7
4-Б	1	2	5	4
5-А	1	1	8	2
5-Б		1		5
6-А	2	1	4	8
6-Б			4
7-А	1	2	4	4
7-Б			3	4
8-А	1	1	3	4
8-Б	1		1	3
9-А	3	1	2	3
9-Б	1		2	1
10-А	3	1	4	3
11-А	2	3		4

Колба с водой как двояковыпуклая линза

Измерение радиусов колб

Полуцилиндр как собирающая линза

Линза, как преобразователь световой энергии в тепловую энергию