内容正文:
第三章 光和眼睛
3.7 眼睛与光学仪器
21世纪,全球的近视患病率在快速升高。近视既影响人们的学习和
生活,也影响青少年未来对某些职业的选择。近视已成为困扰青少年、
家庭、学校与社会且亟须解决的重大问题。你知道近视是如何形成的
吗?又该怎么矫正呢?
1. 了解眼睛看见物体的原理。
2. (重难点)了解近视眼和远视眼的成因及矫正方法。
3. (重点)了解照相机和投影仪的基本结构和成像原理。
4. 认识显微镜和望远镜,了解它们的成像原理。
1. 眼睛的成像原理:眼睛中的 相当于凸透镜, 相当于光屏。人的眼睛是靠调节晶状体的 ,改变 从而获得清晰的像。
2. 近视眼:远处景物经过晶状体后所成的像不能落到视网膜上,而位于视网膜 ,这就是近视眼。可以戴 做的眼镜矫正视力。
远视眼:远视眼看物体时,经过晶状体后所成的像落在视网膜 。远视眼戴 做的眼镜矫正视力。
晶状体
视网膜
弯曲程度
焦距
前
凹透镜
后
凸透镜
3.照相机:镜头相当于一个 ,感光胶片相当于 ;工作原理:u>2f,成 、 的 像。
4. 显微镜:主要由 和 两组凸透镜组成。通过
它们可形成物体 的 像。
5. 望远镜:主要由 和 两组透镜组成。
凸透镜
光屏
倒立
缩小
实
物镜
目镜
放大
虚
物镜
目镜
眼睛与眼镜
如图所示,眼睛的成像原理与凸透镜类似。
(1)人眼结构中,视网膜到晶状体的距离不变,相当于“探究凸透镜
成像规律”实验中 到凸透镜的距离不变。
光屏
(2)人眼是通过调节 来看清远近不同的物
体,正常人看物体由远及近时,为了使像始终落在视网膜上,晶状
体 (选填“变厚”“不变”或“变薄”),焦距变 ,外界物体
在视网膜上成 、缩小的 像。
(3)人长时间看近处物体,眼睛容易疲劳。学习较长时间后,建议
同学们适当远眺,使睫状体放松,晶状体变 (选填“厚”或“薄”),
焦距变大,舒缓眼疲劳,保护眼睛。
晶状体的弯曲程度
变厚
小
倒立
实
薄
眼睛通过睫状体来改变晶状体的形状,看远近不同物体时情况
如下:
看近处物体 看远处物体
晶状体变厚,折光能力变强,焦距
变短
晶状体变薄,折光能力变弱,焦距
变长
每年6月6日是全国“爱眼日”。如图是某人看远处物体时的光
路图,由图可知物体的像成在了视网膜 (选填“前”或“后”),他
是 眼。若他戴的眼镜镜片中心厚度为2 mm,则该镜片边缘的
厚度应 (选填“大于”“等于”或“小于”)2 mm。
前
近视
大于
远视眼是老年人常见的一种眼疾,某校兴趣小组的同学对远
视眼的成像及矫正进行了如下探究:如图甲所示,老花镜放在蜡烛和凸
透镜之间,使光屏上出现清晰的像,标出光屏的位置;拿开眼镜,光屏
上的像变得不清晰,向后移动光屏,像又变得清晰。
观察图乙中的眼球结构,结合以上实验,请回答下列问题:
(1)眼球中的晶状体相当于实验中的 。
(2)远视眼不戴眼镜时,看见物体的像落在视网膜 (选填
“前”“上”或“后”)方。
(3)矫正远视眼应佩戴 (选填“凸”或“凹”)透镜。
凸透镜
后
凸
1. 某兴趣小组利用光具座、可变焦的水透镜、注射器等器材,开
展了“制作可调节的眼睛成像模型”跨学科实践活动。当向水透镜注水
时,透镜变厚,发现光屏需向透镜靠近才能重新得到清晰的像。对于本
次模拟活动,下列分析正确的是( D )
D
A. 模拟近视眼成因,需戴凹透镜矫正
B. 模拟近视眼成因,需戴凸透镜矫正
C. 模拟远视眼成因,需戴凹透镜矫正
D. 模拟远视眼成因,需戴凸透镜矫正
2.小明利用水透镜来探究凸透镜的成像规律,通过对水透镜注水
或抽水可改变水透镜的厚薄。如图甲所示,此时光屏上恰好出现清晰的
像(未画出)。下列说法错误的是( C )
A. 此时光屏上成倒立、缩小的实像
B. 对水透镜抽水,此时模拟的是远视眼的形成原因,用图丙的方法矫正
C. 将蜡烛移动到光具座上30 cm刻度线处,若保持光屏不动,对水透镜抽水能在光屏上重新得到一个清晰的像
D. 将一远视镜片放在蜡烛和水透镜之间,像变得模糊了,向左移动光屏,能在光屏上重新得到一个清晰的像
C
影像的保存
如图是照相机的原理图,来自物体(人或景物)的光经过照相机
镜头后会聚在胶片上,形成被照物体的像。
(1)照相机的镜头是由一组透镜组成的,相当于一个 。
(2)照相机成 、 的 像。物距(u)与镜头焦距(f)的关系为 。像和物体在镜头的 (选填“同”或“异”)侧。
(3)物体离镜头越远,物体在胶片上所成的像越 (选填“大”或“小”)。
凸透镜
倒立
缩小
实
u>2f
异
小
某小区采用智慧刷脸门禁系统识别进入小区的人员。人
脸识别摄像头的镜头相当于一个 透镜。当人远离摄像头时,显
示屏上的像会 (选填“变大”“变小”或“不变”)。若摄像头的焦距
为12 cm,人脸到镜头的距离要大于 cm才能成缩小清晰的实像。
凸
变小
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[拓展]如图是投影仪的原理图,把投影仪上的平面镜(反光镜)
取下,投影片放到载物台上,调节镜头,在天花板上就能得到投影片上
图案清晰的像。
(1)投影仪的镜头特点是边缘 ,中间 。(均选填“厚”或
“薄”)
(2)投影仪成 、 的实像。为了在屏幕上得到一个
正立、放大的像,投影片应 (选填“正”或“倒”)立放置。
(3)物距(u)与镜头焦距(f)的关系为 。若要使屏幕上的像
变大,应使镜头 (选填“靠近”或“远离”)投影片。
薄
厚
倒立
放大
倒
f<u<2f
靠近
眼睛的好帮手
一般天文望远镜的目镜和物镜使用的都是 镜。当被
观察物体在物镜二倍焦距以外时,物体成一个 (选填“放大”或
“缩小”)的 (选填“实”或“虚”)像,然后这个像再经过目镜 (选填“放大”或“缩小”),观察者就能看清楚远处的物体。
凸透
缩小
实
放大
望远镜由两组透镜组成,靠近眼睛的叫目镜,靠近被观测物体的叫
物镜;物镜相当于照相机,作用是使物体在焦点附近成倒立、缩小的实
像;目镜相当于一个放大镜,成正立、放大的虚像。
人类借助显微镜可以观察到细微的物体或物体上的细微部
分。如图所示,显微镜镜筒的两端各有一组透镜,每组透镜都相当于一
个凸透镜。请回答下列问题:
(1)物镜的作用相当于 (选填“照相机”“投影仪”或“放大
镜”),被观察物体与物镜的距离(u)应满足 (选填“u<f”“f<u
<2f”或“u>2f”)。来自被观察物体的光经过物镜成 、 的实像。
投影仪
f<u<2f
倒立
放大
(2)目镜的作用相当于 (选填“照相机”“投影仪”或“放大
镜”),将物镜所成的实像进行再次放大,人眼通过显微镜看到的是物
体 (选填“正立”或“倒立”)的像。
放大镜
倒立
1. 下列对所示的四幅图阐述正确的是( C )
A. 甲图:近视眼成像在视网膜前,用凸透镜矫正
B. 乙图:远视眼成像在视网膜后,用凹透镜矫正
C. 丙图:自制照相机拍摄近处物体时,应将可伸缩纸筒伸长
D. 丁图:天文望远镜的物镜相当于放大镜,目镜相当于照相机的镜头
C
2.爱自己,爱眼睛!每年的6月6日是我国的“爱眼日”。小明通过
查资料了解到,眼球中晶状体和角膜的共同作用相当于 透镜,
过度玩手机游戏容易使眼睛的晶状体变 ,折光能力变 (选
填“强”或“弱”),形成近视眼,为矫正近视眼应戴由 透镜做的眼
镜。预防近视眼的措施之一,就是读写时眼睛与书本的距离应保持
在 (选填“10”“15”或“25”)cm左右。
凸
厚
强
凹
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3.眼球好像一架照相机,晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜,视网膜相当于光屏。如图所示,小文同学利用注射器和水透镜模拟眼睛,光屏上出现清晰的烛焰的像,该像的性质是倒立、缩小的 (选填“实像”或“虚像”)。接下来,小文模拟正常人眼看远处物体,水球和光屏位置不动,将蜡烛移至“10 cm”刻度线处,注射器应 (选填“推入”或“抽出”)适量的水,光屏上才能得到清晰的像。
实像
抽出
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