内容正文:
第五章 透镜及其应用
第4节 眼睛和眼镜
序号 学习任务 核心素养
1 了解眼睛的构造,知道眼睛是怎样看见物体的 物理观念
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 科学探究
3 知道用眼常识,形成爱护眼睛的意识 科学态度与责任
2
知识点一 眼睛
1.眼球的结构
眼球主要的结构有角膜、睫状体、瞳孔、晶状体、玻璃体、视网膜、视神经等,如图所示。
眼球主要的结构
2.眼睛的视物原理
(1)眼睛的成像原理与 相同。眼睛的 相当于一个凸透镜,视网膜相当于 ;视网膜上的 受到光的刺激产生信号,视神经把这个信号传输给 。
(2)正常的眼睛能看清远处或近处的景物,这说明无论物距如何变化,眼睛都能将像清晰地成在视网膜上,当睫状体改变晶状体的形状时, 改变,眼睛就能看清物体了。
照相机
感光细胞
晶状体和角膜的共同作用
光屏
大脑
焦距
①如图甲所示,眼睛看清近处的物体时,睫状体收缩,晶状体变 ,对光的偏折能力变 。
②如图乙所示,眼睛看清远处的物体时,睫状体放松,晶状体变 ,对光的偏折能力变 。
厚
甲
乙
大
薄
小
3.远点、近点和明视距离
(1)远点:眼睛的调节是有限度的。依靠眼睛调节所能看清的最远的极限点叫作远点。正常眼睛的远点在无限远处。
(2)近点:依靠眼睛调节所能看清的最近的极限点叫作近点。正常眼睛的近点在大约 cm处。
(3)明视距离:正常眼睛观察近处物体时,最清晰而又不疲劳的距离大约是
cm。
10
25
例1 眼球好像一架照相机,观察物体时,物体在视网膜上所成的像是( )。
A.缩小的虚像
B.缩小的实像
C.放大的虚像
D.放大的实像
B
知识拓展 眼睛与照相机
物体 眼睛 照相机
成像
性质 倒立、缩小
的实像 倒立、缩小
的实像
透镜
类型 晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜 镜头是由一组透镜组成的,相当于一个凸透镜
像的
位置 视网膜 胶片
知识点二 近视眼及其矫正
1.近视眼的特点:只能看清 的物体,看不清 的物体。
2.近视眼的成因:近视眼的晶状体太 ,折光能力太 ,或者眼球在前后方向上太 ,因此来自远处某点的光会聚在视网膜
,到达视网膜时已经不是一点,而是一个模糊的光斑了(如图所示)。
近处
远处
近视眼成像于视网膜前
厚
强
长
前
3.近视眼的矫正:近视眼成像在视网膜前,因此,要矫正近视眼,可利用
镜能使光发散的特点,在眼睛前面放一个合适的凹透镜,就能使来自远处物体的光会聚在视网膜上(如图所示)。
凹透
矫正后
例2 下图是一位同学眼球成像的示意图,他所患眼疾及矫正视力应戴的透镜类型是( )。
A.眼睛远视,凸透镜
B.眼睛远视,凹透镜
C.眼睛近视,凸透镜
D.眼睛近视,凹透镜
知识拓展 眼镜的度数
眼镜镜片的度数与镜片的焦距存在一定的关系,焦距(单位:m)的倒数再乘100等于镜片的度数。凸透镜(远视镜片)的度数是正数,凹透镜(近视镜片)的度数是负数。
D
知识点三 远视眼及其矫正
1.远视眼的特点:只能看清 的物体,看不清 的物体。
2.远视眼的成因:远视眼的晶状体太 ,折光能力太 ,或者眼球在前后方向上太 ,因此来自近处某点的光还没有会聚成一点就到达视网膜了,在视网膜上形成一个模糊的光斑(如图所示)。
远处
近处
远视眼成像于视网膜后
薄
弱
短
3.远视眼的矫正:远视眼成像在视网膜后,因此,要矫正远视眼,可利用
镜能使光会聚的特点,在眼睛前面放一个合适的凸透镜,就能使来自近处物体的光会聚在视网膜上(如图所示)。
例3 小芳观察到爷爷需要摘下眼镜才能看清远处来的人,爷爷患的是
,需要戴 镜矫正。
凸透
矫正后
凸透
眼睛远视
知识点一 眼睛
1.眼睛是一个高度精密的光学系统,下列关于眼睛的讨论,错误的是( )。
A.视网膜相当于光屏
B.物体在视网膜上成的像,像距大于2倍焦距
C.晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜
D.外界物体在视网膜上成的是倒立、缩小的实像
B
知识点二 近视眼及其矫正
2.6月6日是全国爱眼日。若不爱护眼睛,则容易患上近视,眼睛的晶状体会变 ,矫正近视眼应戴 (填“凸”或“凹”)透镜。
凹
厚
知识点三 远视眼及其矫正
3.下列四幅图中,能够反映远视眼的成因及其矫正的是( )。
A.甲、乙 B.甲、丁 C.丙、乙 D.丙、丁
A
甲
乙
丙
丁
1.关于正常眼睛视物过程,下列说法错误的是( )。
A.看远处物体时,睫状体放松,晶状体变薄
B.看近处物体时,睫状体收缩,晶状体变厚
C.眼睛离物体越近,看得越清楚
D.正常人眼睛的明视距离大约为25 cm
C
2.现代生活中,手机给人们带来了许多便利,但长时间看手机屏幕,容易导致视力下降。如图所示,下列四幅图是眼球成像及视力矫正的示意图,其中属于近视眼的成因及其矫正的是( )。
A.甲、乙 B.甲、丁 C.丙、乙 D.丙、丁
D
甲
乙
丙
丁
3.小安的爷爷和爸爸都是老花眼,爷爷的老花眼更重一些;小安的妈妈眼睛既不近视,又不远视,有一个装饰用的平光镜(镜片既不是凸透镜也不是凹透镜);小安是近视眼。小安将四副眼镜放在报纸上,如图所示,由图可判断,爸爸的眼镜是( )。
B
A
B
C
D
4.如图所示,将凸透镜看作眼睛的晶状体,光屏看作眼睛的视网膜,烛焰看作眼睛观察的物体。 拿一个近视眼镜给“眼睛”戴上,光屏上出现烛焰清晰的像,而拿走近视眼镜烛焰的像变得模糊。那么在拿走近视眼镜后,下列操作能使光屏上重新得到清晰像的是( )。
A.将光屏适当远离凸透镜
B.将蜡烛适当远离凸透镜
C.将光屏适当移近凸透镜或将蜡烛适当移近凸透镜
D.同时将光屏和蜡烛适当远离凸透镜
C
5.为了研究眼睛的成像原理,小军自主制作了如图所示的实验装置。用水透镜模拟眼睛的晶状体,通过注水或抽水可改变水透镜的凸起程度。光屏和水透镜固定在光具座如图所示的位置。点燃蜡烛后,调节水透镜的凸起程度,直至光屏上成一个清晰倒立、 的实像。若将点燃的蜡烛向左移动一小段距离,要使光屏上重新得到清晰的像,应对水透镜 (填“注水”或“抽水”)。
缩小
抽水
6.人眼的功能类似于照相机,如图甲所示。学习了凸透镜成像规律后,小安对人眼和照相机如何成清晰的像,进行了进一步研究。
甲
(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。能否看清远近不同的物体,可能与晶状体的焦距有关。使用变焦照相机拍照,能否得到清晰的像,可能同时与焦距和像距有关。他用如图乙所示的装置进行探究。
光屏
乙
(2)实验主要步骤:
①保持光屏到凸透镜的距离不变,换上不同焦距的凸透镜,调节“F”光源到凸透镜的距离,直到光屏上成清晰的像,分别记录焦距、物距和像的高度。
②保持 到凸透镜的距离不变,换上不同焦距的凸透镜,调节光屏到凸透镜的距离,直到光屏上成清晰的像,分别记录焦距、像距和像的高度。
“F”光源
(3)物体的高度h=5.0 cm,实验数据如下表所示。
①分析 三组数据可知:当像距不变时,物距变大,要成清晰的像,凸透镜焦距要变大。
②分析4、5、6三组数据可知:当物距不变时,凸透镜焦距越 ,像距越大,像也越大。
实验
序号 物距/cm 像距/cm 焦距/cm 像的高
度/cm
1 17.1 15.0 8.0 4.4
2 30.0 15.0 10.0 2.5
3 60.0 15.0 12.0 1.3
4 25.0 11.8 8.0 2.4
5 25.0 16.7 10.0 3.3
6 25.0 23.1 12.0 4.6
1、2、3
大
根据以上探究可知:人眼是通过调节晶状体焦距来看清远近不同物体的;用变焦照相机在同一位置拍摄同一物体时,通过同时调节焦距和像距,使物体成大小不同的清晰的像。
(4)实验结束后,小安和同学们进行了如下交流:
①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,晶状体变薄,焦距变 ,舒缓眼疲劳,保护眼睛。
②用变焦照相机拍完某处全景后,拍摄地点不变,若想进一步拍摄细节图,应该把照相机的镜头 (填“向前伸”或“往后缩”)同时增大焦距。
大
向前伸
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