内容正文:
第五章 透镜及其应用
第 4 节 眼睛和眼镜
课程标准(2022年版) 本节要点
2.3.5 了解凸透镜成像规
律的应用. 1.知道眼睛的成像原理.
2.掌握近视眼的成因及矫正.(重点)
3.掌握远视眼(老花眼)的成因及矫
正.(重点)
眼睛
1. 眼睛的成像原理
观察如图所示的眼球结构模型,对比照相机成像时的情况,分析眼
睛视网膜上成的像.
分析:人的眼球好像一架 照相机 (选填“照相机”或“投影
仪”),晶状体和角膜的共同作用相当于一个 凸 (选填“凸”或
“凹”)透镜,它能把来自物体的光 会聚 (选填“会聚”或“发
散”)到视网膜上,形成 倒立 (选填“正立”或“倒立”)、 缩
小 (选填“放大”或“缩小”)
的 实像 (选填“实像”或“虚
像”).正常的眼睛通过调节使像都
成在 视网膜 上.
照相机
凸
会聚
倒立
缩
小
实像
视网膜
2. 近点、远点和明视距离
(1)依靠眼睛调节所能看清的最远和最近的两个极限点分别叫作 远
点 和 近点 ;正常眼睛的远点在 无限远 处,近点在大
约 10 cm处.
(2)正常眼睛观察近处物体时,最清晰而又不疲劳的距离叫作明视距
离,明视距离大约是 25 cm.
远
点
近点
无限远
10
25
3. 眼睛的成像调节
如图所示,看近处的物体时,睫状体收缩,使晶状体变 厚 (选填
“厚”或“薄”),对光的偏折能力变 大 (选填“大”或
“小”),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.当看远处的物体时,睫状体放松,使晶状体变 薄 (选填
“厚”或“薄”),对光的偏折能力变 小 (选填“大”或
“小”),远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上,眼睛就可以看清
远处的物体.
厚
大
薄
小
典例1 [物理观念]人的眼球结构如图所示,眼睛的成像原理
跟 凸 (选填“凸”或“凹”)透镜类似,其中 视网膜 相当于
光屏.
凸
视网膜
远视眼、近视眼的成因及矫正
特点 成因 原理图 矫正 矫正图
近视
眼 看不清 远
处物体. 晶状体太厚 ,折光能力太 ,或眼球在前后方上太长,成像在视网
膜 .
近视眼
应佩
戴 .
制成的
眼镜.
远
厚
强
前
凹透镜
特点 成因 原理图 矫正 矫正图
远视
眼 看不清 近
处物体. 晶状体太 ,折光能力
太 弱,或
眼球在前后方向上太短,成像在视网膜 后 .
远视眼(老
花眼)应佩
戴 凸 透
制成的眼镜.
近
薄
弱
后
凸透镜
典例2 [科学态度与责任]习近平总书记提出:“共同呵护好孩子的眼
睛,让他们拥有一个光明的未来”.作为青少年要爱眼护眼,科学用
眼.下列关于近视的成因及矫正方法正确的是 ( A )
A. 甲和乙 B. 甲和丁
C. 丙和乙 D. 丙和丁
A
变式1 [传统文化]如图甲所示,西汉时期《淮南万毕术》中,记载
有“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则火生”.其中“削冰令
圆”是把冰削成 凸 透镜,用于生火;该种透镜可以用来矫正
图 乙 (选填“乙”或“丙”)中的视力问题.
凸
乙
(1)如图所示,调节光屏,使光屏上成清晰的像;然后给水透镜注
水,使水透镜变 厚 (选填“厚”或“薄”),光屏上的像变模糊
了;为了使光屏上的像再次变清晰,需要向 前 (选填“前”或
“后”)调节光屏,或把适当的 凹 (选填“凹”或“凸”)透镜放
在光源和水透镜之间.
典例3 [科学探究]小明探究近、远视眼的成因及矫正的实验如下图所
示,用针筒连接充水薄膜制成水透镜,模拟眼球的晶状体.
厚
前
凹
(2)如图所示,调节光屏,使光屏上成清晰的像;然后抽走水透镜的
部分水,使水透镜变 薄 (选填“厚”或“薄”),光屏上的像变
模糊了,为了使光屏上的像再次变清晰,需要向 后 (选填“前”
或“后”)调节光屏,或把适当的 凸 (选填“凹”或“凸”)透镜
放在光源和水透镜之间.
薄
后
凸
近视眼的晶状体变厚,看远处物体时成像在视网膜前,要佩戴
对光有发散作用的凹透镜,使所成的像后移;远视眼的晶状体变
薄,看近处物体时成像在视网膜后,要佩戴对光有会聚作用的凸透
镜,使所成的像前移.
(1)将近视眼镜片放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上原来清晰的像变模
糊了;要使光屏上的像再次清晰,应将光屏适当 远离 (选填“靠
近”或“远离”)透镜,这说明近视眼镜能使像向 后 (选填
“前”或“后”)移.
变式2 (回归教材)某同学为进一步了解“视力矫正”的原理,利用
探究凸透镜成像规律的装置做了实验.他在发光体和凸透镜之间放置
不同类型的眼镜片,观察到了如下现象.
远离
后
(2)在蜡烛和凸透镜之间放入某镜片,光屏上原来清晰的像又变模糊
了,再使光屏靠近透镜,又可以在光屏上看到蜡烛清晰的像.这说明
此镜片是 凸 透镜,它能使像向 前 (选填“前”或“后”)移.
凸
前
1. [科学思维]根据近视眼和远视眼的成因及矫正方法,请大致画出图
甲中两条平行光线经过晶状体后的折射光线,补充图乙虚线框中的
透镜.
甲
乙
2. (2024·宜宾中考)据专家介绍,12~18岁是青少年近视的高发期,
爱眼护眼势在必行.如图所示, 乙 (选填“甲”或“乙”)图表示
近视眼成像原理,应佩戴 丁 (选填“丙”或“丁”)图的眼镜进
行矫正.
乙
丁
3. (2024·烟台中考改编)在探究近视眼和远视眼成因与矫正的主题实
践中,该小组利用橡皮膜和注射器制作了水透镜来模拟眼睛的晶状
体,打开夹子,通过注射器向橡皮膜中注水或抽水,来改变橡皮膜
凸起的程度,如图甲所示.具体操作如下:
(1)将蜡烛、水透镜和光屏依次摆放在水平光具座上,点燃蜡烛,使
烛焰、水透镜和光屏三者的中心在 同一高度 .
同一高度
(2)将蜡烛放在离水透镜较远的位置,移动光屏,直到屏上出现烛焰
清晰的像,如图乙所示,记下此时光屏所在的位置.
(3)用注射器向水透镜里加适量的水,水透镜对光的偏折能力
变 大 (选填“大”或“小”),此时光屏上的像变得模糊,这是
模拟近视眼看远处物体的情况.将光屏慢慢靠近水透镜,直到光屏上
出现清晰的像,这说明近视眼所成的像在视网膜的 前面 .
大
前面
【解析】(3)根据近视眼的成因,向水凸透镜内注入水,凸透镜变
厚,此时凸透镜对光的折射能力变大,若将光屏向左移动适当距
离,再次得到清晰的像,像将成在光屏之前,即近视眼将远处的物
体成像在视网膜之前.
(4)将光屏移回原来标记的位置,选择不同的眼镜在烛焰和水透镜之
间前后移动,直到光屏上出现清晰的像,如图丙所示,这说明矫正
近视眼应佩戴 凹 透镜.
(5)从水透镜里向外抽取适量的水,再次实验,探究远视眼的成因和
矫正.
凹
$