5.4 眼睛和眼镜（教学设计）-【上好课】八年级物理上册同步高效课堂（人教版2024）

5.4 眼睛和眼镜（教学设计） 年级 八年级 授课时间 课题 5.4 眼睛和眼镜 教学 目标 1. 了解眼睛的构造，知道眼睛是怎样看见物体的。 2. 通过了解晶状体的调节过程，知道人眼观察远处和近处物体都能看清的原因。 3. 通过分析近视和远视形成的原因，了解眼镜是怎样矫正视力的，体会科学技术与日常生活的联系。 4. 知道用眼常识，并形成爱护眼睛的意识。 教材 分析 眼睛和眼镜是第五章“透镜及其应用”中的重要组成部分，它不仅涉及透镜的初步知识、照相机成像原理、凸透镜成像规律等物理知识，还涉及生物学科知识。它是在学生认识了凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用，探究凸透镜成像的规律后的一个与人们生活密切相关的内容。眼睛、近视眼及其矫正、远视眼及其矫正等内容都与我们的生活息息相关，这节教材充分体现了新的课程标准“从生活走向物理，从物理走向社会”这一发展的理念。 《眼睛和眼镜》这一节从眼睛的构造、成像原理，眼睛的调节作用逐步展开，在介绍眼睛的调节作用后，进一步引出了两种视力缺陷及其矫正的问题。眼睛的教学应紧紧围绕凸透镜的成像特点来开展，按照教材中的图5.4-1或利用教学图片讲解眼睛的构造、成像原理，并把它与照相机做比较。 学情 分析 学生对凸透镜成像特点已经有了初步的了解，但很难灵活运用凸透镜成像特点来解释眼睛的成像原理及近视眼、远视眼的成因和矫正。故在本节设置直观的教具及相应的实验探究活动尤为重要，通过明显的实验现象来帮助学生了解近视、远视眼的形成及矫正，突破重难点。 教学重点 1. 眼睛成像原理和调节作用。 2. 近视和远视的成因及矫正。 教学难点 近视眼、远视眼的成因及矫正方法。 教学 器材 光具座、蜡烛、火柴、焦距不同的凸透镜2个、凹透镜1个、光屏1个、近视眼镜、远视眼镜各一架、白纸. 多媒体ppt，包含视频：《眼睛的构造、功能、视物原理》、《近视眼与远视眼》、《眼球结构、成像原理以及近视远视成因》等。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 【播放图片提问】我们的眼睛，是怎样看到美丽的世界的？为什么近视的同学需要戴眼镜才能看清远处的物体。而人老了也需要带眼镜才能看清近处的物体，这两种眼镜一样吗？ 观看图片，思考问题，进入情景。 学习新课 一、眼睛 【播放ppt图片，同步讲解】 1. 眼球的主要结构及各部分作用 主要由角膜、晶状体、瞳孔、虹膜、睫状体、玻璃体、视网膜等组成。 【与照相机对比进行教学】 ①晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜； ②视网膜相当于胶片； ③睫状体可以改变晶状体的形状（改变焦距）； ④瞳孔相当于照相机的光圈。 2. 眼睛的视物原理 数码相机 眼球 人的眼球好像一架照相机，眼睛观看物体时，物距大于2倍焦距，物体发出或反射的光进入人眼，经晶状体和角膜折射后，在视网膜上形成一个倒立、缩小的实像。视网膜上感光细胞受到光的刺激，视神经把这个信号传输给大脑，大脑将倒立图像处理后翻转过来，我们就看到了物体。 【播放视频】——《眼睛的奥秘》 3. 眼睛的调节 【提问】我们知道，照相机在拍摄远近不同的物体时，是通过调节像距（镜头到胶片的距离）来得到清晰的像。人用眼睛看远近不同的物体时，像都成在视网膜上，晶状体和视网膜之间的距离不能变，人眼如何使远近不同的物体都在视网膜上成清晰的像？ （1）正常眼睛的调节 眼睛通过睫状体改变晶状体的厚薄，来看清楚近处和远处的物体。 当我们看远处的物体时，睫状体放松，晶状体比较薄，远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上，眼睛可以看清远处的物体。 当看近处的物体时，睫状体收缩，晶状体变厚，对光的偏折能力变大，近处物体射来的光会聚在视网膜上，眼睛就可以看清近处的物体。 （2）远点、近点和明视距离 ①远点：眼睛的调节是有限度的，当睫状体完全松驰时，晶状体表面弯曲程度最小，此时晶状体最扁，能够看清的最远的极限点叫做远点。正常眼睛的远点在无限远处。 ②近点：当睫状体看近处物体时，晶状体变得最凸，表面弯曲程度最大，此时能看清的最近的极限点叫做近点。正常眼睛的近点在大约10cm处。 ③明视距离：正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离大约是 25cm，这个距离叫做明视距离。 【例题1】眼睛是一部高度精密的光学系统，下列围绕眼睛的讨论，错误的是（ B ） A．视网膜相当于光屏 B．物体在视网膜上成的像的像距大于二倍焦距 C．晶状体相当于一个凸透镜 D．正常眼睛的明视距离约为25 cm 【解析】眼睛中角膜与晶状体的共同作用相当于一个凸透镜，视网膜相当于光屏，物体在视网膜上成倒立、缩小的实像，像的像距小于二倍焦距大于一倍焦距；正常眼睛的明视距离约为25 cm。所以选项ACD都正确，错误的是B。 说出眼睛的主要结构。 回答眼睛的主要部分功能。 与照相机对比，理解眼睛的视物原理。 观看视频，进一步了解眼睛的结构和视物原理。 讨论交流回答，归纳出正常眼睛调节的方法。 根据眼睛的调节是有限度的，分析得出远点、近点和明视距离的概念。 做例题并进行解析。 学习新课 二、近视眼及其矫正 【提问】若人眼的睫状体不能调节或调节能力减弱会出现什么情况呢？ 【讲解】当晶状体不能调节或调节能力减弱时，看清物体的范围会减小，就是日常所讲的近视眼、远视眼。 1. 近视眼的特征 近视眼只能看清近处的物体，看不清远处的物体。 【过渡】近视眼是怎样形成的？ 2. 近视眼的成因 近视眼的晶状体太厚，折光能力太强；或者眼球在前后方向上太长。使得来自远处的光会聚在视网膜前，到达视网膜时一个模糊的光斑，得不到清晰的像。 3. 近视眼的矫正 矫正近视眼，应使眼睛的成像点后移，利用凹透镜的发散作用，使入射的光线先经凹透镜变得发散一些再射入眼睛，会聚点能够后移到视网膜上。所以近视眼患者应该佩戴用凹透镜制成的眼镜。 【例题2】如图是近视眼及其矫正的光路图，下列说法不正确的是（ ） A．近视眼的成像原理和小孔成像的原理相同 B．近视眼看远处的物体，像成于视网膜前 C．近视眼用凹透镜矫正 D．为预防近视，读写时眼睛与书本的距离应保持在25cm左右 【答案】A。 【详解】A．晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，眼睛成像利用了凸透镜的成像原理，而小孔成像利用光的直线传播，二者原理不同，故A错误，符合题意； B．近视眼晶状体折光能力强或眼球前后径过长，看不清远处的物体，远处物体的像成于视网膜前，故B正确，不符合题意； C．凹透镜对光线有发散作用，可以使光线延后成像，正好成在视网膜上，近视眼用凹透镜矫正，故C正确，不符合题意； D．为预防近视，应养成良好的用眼习惯，读写时眼睛与书本的距离应保持在25cm左右，故D正确，不符合题意。 故选A. 【例题3】如图为青少年眼病患者眼球与正常眼球对比图。关于该患者的晶状体及视力矫正，下列说法正确的是（　　） A．对光的会聚能力太强，需佩戴近视眼镜 B．对光的会聚能力太强，需佩戴远视眼镜 C．对光的会聚能力太弱，需佩戴近视眼镜 D．对光的会聚能力太弱，需佩戴远视眼镜 【答案】A 【详解】由图可知，患者眼球中的晶状体太厚，折光能力太强，形成的物像就会落在视网膜的前方，形成近视眼，因此应戴近视眼镜即凹透镜加以矫正。故选A。 思考问题并回答近视眼的特征、形成原因。 知道可以利用凹透镜对光的发散作用矫正近视眼。 做例题2，知道近视眼的特征、矫正及其预防方法。 做例题3，知道近视眼的形成及其矫正方法。 学习新课 三、远视眼及其矫正 【导入】在我们的周围有很多同学不注意用眼卫生，戴上了近视眼镜。也有个别同学戴上了远视眼镜，爷爷奶奶在读书看报时也总戴上眼镜，他们配戴的眼镜和近视眼同学配戴的眼镜一样吗? 1. 远视眼的特征 远视眼只能看清远处的物体，看不清近处的物体。 【过渡】远视眼是怎样形成的？ 2. 远视眼的成因 远视眼的晶状体太薄，折光能力太弱；或者眼球在前后方向上太短，来自近物的像成在视网膜的后面，在视网膜上形成一个模糊的光斑，人眼就只能看到模糊不清的物体。 晶状体太薄折光能力太弱 （3）远视眼的矫正 远视眼成像在视网膜之后，要矫正远视眼，应使会聚点前移，可以佩戴用凸透镜制成的眼镜。使入射的光线先经凸透镜变得会聚一些再射入眼睛，会聚点能够前移到视网膜上。 【播放视频】——《近视眼与远视眼》 【例题4】常见的视力缺陷有近视和远视。如图所示是一位视力缺陷者的眼球成像示意图，他的视力缺陷类型是_____眼，矫正视力应该配戴___镜。    【答案】远视，凸透。 【详解】如果眼球晶状体的曲度过小或眼球前后径过短，近处物体的光通过晶状体折射后形成的像就会落在视网膜的后方，导致看不清近处的物体，形成远视眼；远视眼应该用凸透镜制作的远视眼镜进行矫正，用凸透镜将光线会聚一些，这样像就可以成在视网膜上。 思考问题，引出远视眼的概念。 知道远视眼的特征，分析得出远视眼的成因。 知道利用凸透镜对光的会聚作用进行矫正。 观看视频、做例题4，加深理解。 学习新课 四、眼镜的度数 【根据学生阅读回答情况汇总】 1. 透镜焦度 透镜焦距 f 的长短标志着折光本领的大小。焦距越短，折光本领越大，通常把透镜焦距的倒数叫做透镜焦度，用Φ表示。 透镜焦度：Φ= ，单位：m-1 如果某透镜的焦距是0.5m，它的焦度 Φ = = =2 m-1 2. 眼镜度数 如果远视很严重，眼镜上凸透镜的折光本领应该大一些，透镜焦度就要大一些。平时说的眼镜片的度数，就是镜片的透镜焦度乘100的值。 眼镜度数：100Φ= ，单位：度。 例如，500度镜片的透镜焦度是5m-1 ，它的焦距是0.2m。 远视镜片的度数用正数表示，近视镜片的度数用负数表示。 3. 请回答以下问题： （1）看书上的字，测出你的近点，和其他同学的比较一下。正常眼、近视眼、远视眼的近点相同吗？有什么规律？ （2）+300度和-200度的眼镜片，哪个是远视镜片？它的焦度是多少，焦距是多少？ （3）取一副老花眼镜，测定它的两个镜片的度数。 【解析】（1）不同。根据眼球的形态、眼轴的长短不同，眼睛的屈光分为正视、近视和远视等几种情况。 人眼能看清的最近距离叫近点，如果在不戴镜矫正的情况下，正视眼的近点大约是在10cm处，近视眼的近点小于10cm，远视眼的近点大于10cm。 （2） +300度的眼镜片是远视镜片；眼镜度数 D=100Φ（度） 镜片焦度 Φ =D/100=300/100=3（m-1） 根据Φ=1/f，镜片的焦距 f=1/Φ =0.33m （3）利用平行光测出老花镜的焦距f ，则镜片的度数 D=1/f×100 【播放视频】——《眼镜的度数》 【例题5】 戴近视镜的小强发现其眼镜与爷爷的老花镜外观相同，为了区分它们，他把其中一副眼镜靠近物理课本，发现课本上的文字变大了，则说明这副眼镜是_____（选填“近视镜”或“老花镜”）。若该眼镜的度数是200度，则该透镜的焦距为____m。 【答案】老花镜，0.5. 【解析】①其中一副眼镜靠近物理课本，课本上的文字变大了，说明这副眼镜是老花镜，老花镜是凸透镜。（注意：近视镜片是凹透镜，物体通过凹透镜成的是正立、缩小的虚像）。 ②眼镜的度数是200度，透镜焦度 凸透镜的焦距为 阅读课本127页“科学世界”，了解透镜焦度、眼镜度数的概念，知道眼镜的度数与焦距的关系。 讨论交流3个问题，进行回答。 观看视频，了解眼镜的度数及与焦距的关系。 做例题5，知道远视眼的形成及矫正方法。通过计算，知道眼镜的度数与焦距的关系。 课 堂 练 习 课 堂 练 习 1．来自于物体的光经过晶状体等会聚在视网膜上，从而形成物体的像。下列说法错误的是（ ） A．晶状体相当于凸透镜 B．视网膜相当于光屏 C．晶状体的弯曲程度不能改变 D．远近不同的物体都能在视网膜上成像 【答案】C. 【解析】人的眼睛相对于一架照相机，来自于物体的光经过晶状体等会聚在视网膜上，从而形成物体的像。晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏，靠改变晶状体的弯曲程度可以使远近不同的物体都能在视网膜上成像。所以C错误。 2．如图所示，关于近视眼和远视眼，下列说法正确的是（ 　） A. 乙为远视眼，应佩戴凸透镜矫正 B. 乙为近视眼，应佩戴凹透镜矫正 C. 甲为远视眼，应佩戴凹透镜矫正 D. 甲为近视眼，应佩戴凸透镜矫正 【答案】A. 【解析】甲晶状体比较厚，折光能力强，像成在视网膜的前方，为近视眼，应佩戴凹透镜矫正；乙晶状体比较薄，折光能力弱，像成在视网膜的后方，为远视眼，应佩戴凸透镜矫正。所以选A。 3. 老花镜的镜片是______镜，它的度数等于它的焦距（用m做单位）的倒数乘以100。小明拿爷爷的老花镜正对太阳光，纸在老花镜下面来回移动，直到纸上得到一个最小的光斑。此光斑距老花镜25 cm，则老花镜镜片的度数是_____度。 【答案】凸透，400。 【解析】老花镜是远视眼佩戴的眼镜，镜片是凸透镜。 老花镜正对太阳光时，纸上得到一个最小的光斑就是焦点，所以焦距 f=25 cm=0.25m 眼镜度数D=100Φ=1/f×100=400度。 4. 小白用水凸透镜模拟人眼的晶状体，光屏相当于视网膜（如图）。当用注射器向胶膜内注水，水凸透镜的凸起程度增加，光屏上原来清晰的像变模糊了；将光屏靠近水凸透镜，光屏上再次得到清晰的像，此过程模拟的是 的成因，该眼睛用 进行矫正。 【答案】 近视眼 凹透镜 【详解】当用注射器向胶膜内注水，水凸透镜的凸起程度增加，焦距变小，会聚能力增强，使像向水透镜靠近，光屏上原来清晰的像变模糊了；将光屏靠近水凸透镜，光屏上再次得到清晰的像，这说明像成在光屏的前方，这是近视眼的成因。 近视眼是由于晶状体对光线会聚能力太强，由于凹透镜对光线具有发散作用，所以可以用凹透镜矫正近视眼。 5. 将一只点燃的蜡烛放在凸透镜前30cm处，光屏上得到了等大的烛焰的像，将蜡烛向透镜方向移动4cm，光屏上得到烛焰倒立、 的清晰的像（填“放大”“缩小”或“等大”），然后在蜡烛和凸透镜之间放置一个近视眼镜片，由于近视眼镜片对光线有 作用，所以光屏上烛焰的像变模糊了（如图所示），若想在光屏上重新得到清晰的像，可将光屏 凸透镜（填“远离”“靠近”）。 【答案】 放大 发散 远离 【详解】将一只点燃的蜡烛放在凸透镜前30cm处，光屏上得到了等大的烛焰的像，此时的u＝v＝2f＝30cm 则f＝15cm 将蜡烛向透镜方向移动4cm，物距为26cm，物距2f＞u＞f 此时成倒立放大的实像。 近视镜片是凹透镜，对光线具有发散作用。 将近视眼镜片放在蜡烛和凸透镜之间，近视镜片是凹透镜，对光线具有发散作用，经过凸透镜的光线会比原来推迟成像，所以将光屏远离凸透镜，才能在光屏上重新得到清晰的像。 6. 小明把自己的近视眼镜和同学晓宇的眼镜都放在桌面的书上，透过眼镜看到了不同的像，如图甲、乙所示，结合透镜相关知识，他思考以下问题。    （1）图 （选填“甲”或“乙”）是小明的近视眼镜，该眼镜对光线具有 作用； （2）小明在桌子上点燃蜡烛，手持图甲所示眼镜在蜡烛和白墙之间移动直到在墙上成清晰的像，位置如图丙所示，此时像是 （选填“放大”“等大”或“缩小”）的像，这一成像规律可应用于 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）； （3）小明将图中另一副眼镜放置在蜡烛和眼镜之间，不改变两副眼镜的位置，若还能在白墙上再次成清晰的像，可采取的操作是 。 【答案】（1）乙，发散；（2）放大，投影仪；（3）将蜡烛远离透镜 【解析】（1）小明把自己的近视眼镜和同学晓宇的眼镜都放在桌面的书上，通过甲透镜，书上的字变大了，说明甲是凸透镜，通过乙透镜书上的字变大小，说明乙是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，可以矫正近视眼，所以乙是小明的近视眼镜。 （2）由图丙可知，物距小于像距，可以成倒立、放大的实像，其应用是投影仪。 （3）小明将图中另一副眼镜放置在蜡烛和眼镜之间，凹透镜对光线有发散作用，使会聚的光线推迟会聚，不改变两副眼镜的位置，若还能在白墙上再次成清晰的像，应将蜡烛远离透镜。 板 书 设 计 第4节 眼睛和眼镜 一、眼睛 1. 眼球的主要结构与作用：眼球相当于一架照相机。晶状体和角膜相当于凸透镜，视网膜相当于胶片，瞳孔相当于照相机的光圈。 2. 眼睛的视物原理：物距大于2倍焦距，在视网膜上形成倒立、缩小的实像。 3. 眼睛的调节：通过睫状体改变晶状体的厚薄，来看清楚近处和远处的物体。 二、近视眼和远视眼 1. 近视眼及其矫正 晶状体太厚或眼球前后方向太长，物体成像于视网膜前方，要佩戴凹透镜。 2. 远视眼及其矫正 晶状体太薄或眼球前后方向太短，物体成像于视网膜后方，要佩戴凸透镜。 三、眼镜的度数 1. 透镜焦度：Φ= ，单位：m-1 2. 眼镜度数：就是镜片的透镜焦度乘100的值。 眼镜度数：100Φ= ，单位：度。 课 堂 小 结 第4节 眼睛和眼镜 1. 眼睛与照相机 眼睛 照相机 结构 晶状体（相当于凸透镜） 镜头（相当于凸透镜） 瞳孔 光圈 视网膜（有感光细胞） 底片（有感光材料） 成像 倒立、缩小、实像 调节作用 当物距改变时，通过改变晶状体的弯曲程度来改变焦距，使视网膜上成的像清晰 当物距改变时，通过改变镜头与底片间的距离来改变像距，使底片上成的像清晰 2. 近视眼与远视眼 类型 近视眼 远视眼 光路图 成因 晶状体太厚，折光能力太强，或眼球在前后方向上太长，成像于视网膜前: 晶状体太薄，折光能力太弱，或眼球在前后方向上太短，成像于视网膜后 矫正 方法 配戴对光线有发散作用的凹透镜制成的近视眼镜 配戴对光线有会聚作用的凸透镜制成的远视眼镜 作 业 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$