3.7 眼睛与光学仪器（教学课件）物理新教材沪粤版八年级上册

该初中物理课件聚焦眼睛成像原理、视力矫正及照相机、显微镜、望远镜的光学规律，通过人眼局限的生活实例与雨果等名人名言引入，搭建从生活现象到光学仪器原理的学习支架。 其亮点在于以科学思维构建眼球结构模型（类比凸透镜与光屏），通过科学探究（水透镜模拟实验分析近视成因），结合科学态度与责任（拓展中国天眼FAST）。典例分析与分层练习巩固知识，帮助学生深化物理观念，教师可高效开展教学。

物理八年级上册 •沪粤版 第三章 光和眼睛 3.7 眼睛与光学仪器 望远镜望向浩瀚苍穹，显微镜窥见微观尘埃，二者皆是人类望向世界的眼睛。——雨果 借助显微镜，再微小的事物也无处隐藏，为人类打开微观新世界。——胡克 望远镜让人类挣脱肉眼局限，窥见宇宙星河的秘密。——伽利略 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 1．人眼成像同照相机，晶状体为凸透镜、视网膜是光屏，靠改变焦距视物； 2．掌握近视、远视成因与对应矫正透镜； 3．知晓照相机、显微镜、望远镜均运用凸透镜成像规律。 02 科学思维 1．构建人眼、各类光学仪器光路模型，对比成像异同； 2．推理视力缺陷成因与矫正原理，分析相机、双镜组成像逻辑； 3．区分显微镜、望远镜的成像作用与适用场景。 03 科学探究 1．用水透镜模拟晶状体，探究近视形成原因； 2．对比老花镜、近视镜，分析矫正光路； 3．动手操作简易相机、显微镜、望远镜验证成像； 4．调查班级近视情况，研讨护眼方法。 04 科学态度与责任 1．实验如实记录，秉持实事求是； 2．了解青少年近视现状，树立科学护眼意识； 3．感受光学仪器拓展微观、宏观视野，体会物理科技价值； 4．爱护实验器材，激发光学探究兴趣。 教学重难点 教学难点 教学重点 1．人眼成像原理，晶状体调节焦距看清远近物体。 2．近视、远视的成像位置与矫正方法。 3．照相机、显微镜、望远镜的结构及凸透镜成像原理。 4．水透镜模拟实验理解近视成因。 1．理解人眼通过改变晶状体厚度（焦距）调焦，区别照相机固定焦距调像距。 2．分析凹、凸透镜矫正视力的光路逻辑。 3．区分显微镜、望远镜两组透镜的两次成像规律。 4．结合成像规律解释照相机拍摄时的调节操作。 课堂引入 人眼是天然光学仪器，日常依靠双眼观察身边世界；图里佩戴眼镜的学生，也暗含青少年视力缺陷、需要透镜矫正的课堂知识点。 人眼无法分辨微观微小物体，必须依靠显微镜（两组凸透镜组合的光学仪器）放大成像，才能观察细菌、细胞这类肉眼不可见的微观事物。 人眼看不到遥远的宇宙星体，需要借助望远镜（透镜组合光学仪器），拉近远距离天体，观测银河、星云等宏观宇宙景象。 人眼有局限，显微镜带我们探索微观世界，望远镜帮我们遥望浩瀚星河。今天我们一起学习眼睛与光学仪器，弄懂人眼成像原理，解锁显微镜、望远镜的光学奥秘。 知识点1 眼睛是怎样看见物体的 探索新知——眼睛的成像原理 眼睛中的晶状体相当于凸透镜，眼球后部的视网膜相当于光屏。物体经晶状体成像于视网膜上，再通过视神经把信息传入大脑，从而产生视觉。人的眼睛是靠调节晶状体的弯曲程度，相当于改变凸透镜的焦距，从而获得清晰的像。 视神经细胞受到光的刺激，把这个信号传给大脑，我们就看到了物体。 探索新知——眼球各结构名称匹配练习题 做一做 把正确的选项拖到对应的框里。 眼球的结构 探索新知——眼球结构及其光学类比示意图 探索新知——正常眼睛的调节 如果晶状体不能调节或调节能力减弱会怎么样？ 看远处时，睫状体放松，晶状体变薄，光线会聚在视网膜上，眼球可以看清远处的物体。 看近处时，睫状体收缩，晶状体变厚，光线会聚在视网膜上，眼球可以看清近处的物体 探索新知——研究近视眼镜和远视眼镜 探索新知——研究近视眼镜和远视眼镜 探索新知——近视眼的产生原因 晶状体太厚（太凸，焦距太小），折光能力太强。 远处某点的光会聚在视网膜前。 光到达视网膜时是一个模糊的光斑。 近视眼成因：晶状体太厚，折光能力太强，或眼球在前后方向上太长，因此，来自远处某点的光会聚在视网膜前。 探索新知——近视眼的矫正 利用凹透镜能使光线发散的特点，配戴用凹透镜制成的近视眼镜可以得到矫正。 矫正后，来自远处物体的光会聚在视网膜上。 探索新知——远视眼的产生原因 晶状体太薄(太扁平，焦距太大)，折光能力太弱，近物的像成在视网膜的后面。 近处一点的光会聚在视网膜后， 远视眼成因：晶状体太薄，折光能力太弱，或眼球在前后方向上太短，因此，来自近处某点的光会聚在视网膜后。 探索新知——远视眼的矫正 利用凸透镜使光会聚的特点，配戴用凸透镜制作的远视眼镜（老花镜）可以得到矫正。 矫正后，来自近处物体的光会聚在视网膜上。 探索新知——远视眼的矫正 探索新知——眼镜的度数 透镜焦距的倒数叫做透镜焦度，用Φ表示。即 眼镜的度数就是焦度X100的值，用D表示 D=100 = 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。 眼镜的度数越深，说明镜片焦距越短，折光本领越大。 探索新知——眼镜的度数 典例分析 例1 如图所示，甲是正常眼睛对光的作用情况，则乙（　　） A．是近视眼，应配戴凸透镜制成的眼镜 B．是近视眼，应配戴凹透镜制成的眼镜 C．是远视眼，应配戴凹透镜制成的眼镜 D．是远视眼，应配戴凸透镜制成的眼镜 【解析】对比甲、乙两图可知，乙图中的晶状体曲度变大，会聚能力增强，即折光能力变强，物体经眼睛会将像成在视网膜的前方，属于近视眼；因为凹透镜对光线有发散作用，所以为使光线推迟会聚，需要配戴凹透镜制成的眼镜进行矫正，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。 B 典例分析 例2 现在很多学生不注意用眼保健，以至近视眼越来越多，表示近视眼成像的光路图的是图______（选填“甲”或“乙”），可选用右图中的______号镜放在眼前进行矫正。 【解析】近视眼的产生原因是晶状体太厚，折光能力太强，因此来自远处某点的光会聚在视网膜前，故乙图是近视眼的情况；为了使像正好呈在视网膜上，应使光线推迟会聚，使所成的像相对于晶状体后移，所以应佩戴发散透镜即凹透镜。而由图中1、3号是中间厚边缘薄，是凸透镜，4号是凸面镜，5号是凹面镜，2号是边缘厚中间薄，是凹透镜，因此2号镜放在眼前进行矫正。 乙 2 知识点2 影像的保存 探索新知——影像的保存 眼睛看到生动的画面，给人留下深刻的印象，但却没有办法准确地保存和再现这些画面。为了记录难忘的瞬间和美不胜收的景色，人们发明了照相机。 探索新知——认识照相机 照相机是利用凸透镜能成倒立、缩小的实像原理制成的，它主要由镜头、光圈、快门和暗盒等部件组成。照相机的镜头相当于一个凸透镜，暗盒中的感光胶片（感光元件）相当于光屏。 探索新知——影像的保存 典例分析 例3 如图为我国自主研制的某新型战斗机上的光电搜索跟踪系统。该系统功能与人眼相似，能为战斗机提供感知外界的“视觉”。系统内置的光电传感器，相当于人眼的视网膜；最外层窗口和传感器之间的光学元件，相当于人眼的晶状体，该光学元件相当于对光具有______作用的透镜。若该透镜的焦距为f，则该系统成像时物距应____________（选填“小于f”“大于2f”或“大于f且小于2f”）。 【解析】凸透镜对光有会聚作用，所以该光学元件相当于对光具有会聚作用的透镜。该系统成像时物距应大于2f，因为成倒立、缩小的实像，所以物距大于2f。 会聚 大于2f 知识点3 眼睛的好帮手 探索新知——认识显微镜 探索新知——认识显微镜 探索新知——认识显微镜 经过两次放大作用，我们就可以看到肉眼看不见的小物体了。 探索新知——认识望远镜 探索新知——认识望远镜 探索新知——认识望远镜 归纳总结——眼睛的好帮手 物镜的作用 目镜的作用 显微镜 相当于投影仪。成放大、倒立、实像 相当于放大镜。成放大、正立、虚像 望远镜 相当于照相机。成缩小、倒立、实像 相当于放大镜。成放大、正立、虚像 在显微镜和望远镜中看到的像都是倒立的 归纳总结——眼睛的好帮手 拓展阅读：中国天眼——500 米口径球面射电望远镜 中国天眼（FAST，500 米口径球面射电望远镜）是世界最大单口径射电望远镜。 原理：通过巨大的球面反射面接收宇宙中极其微弱的射电波（无线电波），利用 “主动反射面” 技术将球面实时调整为瞬时抛物面，使射电波聚焦到馈源舱的接收设备，再通过信号处理解析天体信息。相比传统固定球面望远镜，FAST 可灵活指向不同天区，灵敏度是全球第二大单口径望远镜的 2.5 倍以上。 典例分析 例4 显微镜和天文望远镜都是科学观察工具，它们在各自的领域中揭示了自然界的不同层面，推动了人类对世界认知的不断深入。如图所示为实验室用显微镜和天文望远镜，关于图中两种仪器下列说法错误的是（　　） A．显微镜的目镜成正立放大的虚像，物镜成倒立放大的实像 B．天文望远镜的目镜成正立放大的虚像，物镜成倒立缩小的实像 C．显微镜的目镜相当于凸透镜，物镜相当于凹透镜 D．天文望远镜的目镜和物镜都相当于凸透镜 【解析】AC．显微镜的目镜和物镜都是凸透镜，目镜成正立放大的虚像，物镜成倒立放大的实像，故A正确，不符合题意，C错误，符合题意； BD．天文望远镜的目镜和物镜都是由凸透镜组成，目镜成正立放大的虚像，物镜成倒立缩小的实像，故BD正确，不符合题意。故选C。 C 课堂小结 课堂小结 课堂练习 1．在学习了凸透镜成像规律后，小慧同学计划制作一个“手机投影仪”。现有器材如下：焦距分别为10cm、20cm、30cm的凸透镜各一个，手机一部，长为30cm的纸盒，胶带和剪刀等。“投影仪”模型如图所示，将手机和凸透镜分别固定在纸盒的两端，调整“投影仪”到墙面的距离，可在墙上看到手机画面清晰放大的像。下列说法正确的是（　　） A．应选择焦距为10cm的凸透镜 B．应选择焦距为20cm的凸透镜 C．将手机正立放置，在墙上看到的像是正立的 D．墙上手机画面的像是虚像 课堂练习 探究新知 【解析】A．若选择焦距为10cm的凸透镜，此时物距为30cm，物距大于两倍焦距，此时会成倒立的缩小的实像，与题意不符，故A不符合题意； B．若选择焦距为20cm的凸透镜，此时物距为30cm，物距在一倍焦距和两倍焦距之间，成的是倒立的放大的实像，是投影仪原理，故可以满足题意，故B符合题意； C．将手机正立放置，在墙上看到的像是倒立的像，故C不符合题意； D．能够在光屏上承接，说明是实像，故D不符合题意。故选B。 B 2．小彤的爷爷能看清远处的物体，却看不清近处的物体，是因为来自近处某点的光会聚在他视网膜的______（选填“前”或“后”）方，小彤推断爷爷可能患上了______（选填“近”或“远”）视眼，需要配戴______（选填“凸”或“凹”）透镜进行矫正。 课堂练习 探究新知 【解析】只能看清远处的物体，而看不清近处的物体，来自近处某点的光会聚在他的视网膜后方，是远视眼，俗称老花眼，这是因为晶状体对光线会聚作用减弱，应佩戴对光线具有会聚作用的凸透镜。 后 远 凸 课堂练习 探究新知 【解析】[1][2]由图得，物距大于像距，此时凸透镜成的像是放大的实像，生活中幻灯机与之成像特点相同。 [3]光屏上成的像与物体左右相反，上下倒立，则他在A处看到屏幕上的像的形状为③。 放大 3．如图甲所示，“F”字形发光物经透镜L恰好在毛玻璃光屏M上成一清晰的______ （选填“放大”、“等大”或“缩小”）实像，生活中____________ （选填“照相机”、“放大镜”或“幻灯机”）与之成像特点相同。观察者分别处于A和B处，他在A处看到屏幕上的像的形状为______（根据图乙情况，选择正确的图形序号）。 幻灯机 ③ 4．小华利用水滴、放大镜、平面镜、透明玻璃杯和可调支架等制作了一台“水滴显微镜”（如图甲）。调节支架高度，适当调整标本、水滴和放大镜三者之间的距离实现了与图乙所示光学显微镜相似的成像效果。 （1）水滴相当于显微镜的           （选填“目镜”或“物镜”），标本经过水滴成           （选填“正立”或“倒立”）、放大的           （选填“实”或“虚”）像； （2）若要让标本放大倍数更高，可以使水滴适当           （选填“靠近”或“远离”）标本。 课堂练习 探究新知 【解析】（1）[1]从图甲可以看到，水滴靠近标本，所以水滴相当于光学显微镜中的物镜。 [2]水滴相当于显微镜的物镜，物镜有放大的作用，即标本经过水滴成倒立放大的实像。 （2）[3]若要让标本放大倍数更高，水滴相当于凸透镜，根据凸透镜的动态成像规律，物近像远像变大，则可以使水滴适当靠近标本。 物镜 倒立 实 靠近 课后作业 探究新知 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“自我评价与作业” 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 Lavf57.62.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 $