5.4 眼睛和眼镜（教学课件）物理新教材人教版八年级上册

该初中物理课件围绕眼睛成像原理、近视与远视的成因及矫正、眼镜度数计算展开，课堂导入通过“眼睛如何视物”“近视与老花镜区别”等问题引发兴趣，以眼球结构、调节作用、屈光异常成因及矫正、度数计算为脉络搭建学习支架。 其亮点在于融合模拟实验（用水透镜探究近视远视成因）与视频资源（如《眼睛的奥秘》），通过科学探究（实验设计与分析）和科学思维（模型建构与推理）突破重难点。课堂小结系统梳理知识，例题练习巩固应用，助力学生形成物理观念，教师可高效开展教学。

物理八年级上册 •人教版 第五章 透镜及其应用 第4节 眼睛和眼镜 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 了解眼睛的构造，知道眼睛是怎样看见物体的。通过实验模拟近视眼和远视眼，了解近视眼和远视眼形成的原因，了解近视眼和远视眼矫正的方法。 02 科学思维 能基于眼睛的结构和凸透镜成像的特点，根据已知的事实和证据，建立模型，进行逻辑推理和分析，发展科学思维能力。 03 科学探究 通过观察模拟眼睛和眼镜的实验，发展收集证据和解释现象的能力。 04 科学态度与责任 能从物理学的角度认识眼睛的重要性，养成健康用眼的习惯，具有保护视力的意识。 教学重难点 教学难点 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。 近视眼、远视眼的成因及矫正方法。 课堂引入 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。而人老了也需要戴眼镜（老花镜）才能看清近处的物体，这两种眼镜一样吗？ 知识点1 眼睛 知识点1：眼睛 1. 眼球的结构 （1）眼球的主要结构 晶状体、角膜、睫状体 、瞳孔、玻璃体、视网膜、视神经。 睫状体 角膜 瞳孔 晶状体 视神经 视网膜 玻璃体 （2）眼球的各部分作用 眼球好像一架照相机。 ①晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜； ②视网膜相当于照相机的胶片； 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。 知识点1：眼睛 2. 眼睛的视物原理 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。 照相机成像的过程 眼睛看见物体的过程 知识点1：眼睛 视频欣赏——《眼睛的奥秘》 知识点1：眼睛 想一想： 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。 用眼睛看远近不同的物体时，像都成在视网膜上，而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？ 知识点1：眼睛 3. 眼睛的调节 （1）正常的眼睛调节 眼睛通过睫状体来改变晶状体的形状，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. 知识点1：眼睛 ①远点：眼睛的调节是有限度的，当睫状体完全松弛时，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作远点。正常眼睛的远点在无限远处。 ②近点：当眼睛看近处物体时，睫状体收缩，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作近点。正常眼睛的近点在大约10cm处。 （2）远点、近点和明视距离 知识点1：眼睛 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25cm，这个距离叫作明视距离。 正常眼睛的近点随年龄增加逐渐变远。幼年时，近点在眼前约7～8cm处，到了中年，近点在眼前约25cm处；到了老年近点可就远了，距离眼睛能达到1～2m ，那就是老花眼了。 眼睛与书本的距离应保持在25cm左右 知识点1：眼睛 【例题1】如图是人眼的结构图，图中人眼看物体主要是通过改变睫状体来改变晶状体的形状。当睫状体放松时，刚好能看清远处的物体，此时眼睛的焦距变化和成像情况分别是（ ） A．焦距变短，成正立的放大的实像 B．焦距变大，成倒立的缩小的实像 C．焦距变短，成倒立的放大的实像 D．焦距变大，成正立的缩小的实像 B 知识点1：眼睛 【解析】 人眼看物体时，其成像原理相当于一个凸透镜成像。晶状体和角膜的组合体相当于一个凸透镜，视网膜相当于光屏。人眼通过调节晶状体的厚薄来改变焦距，从而看清远近不同的物体。当看远处物体时，物距很大，为了使像能清晰地成像在像距基本不变的视网膜上，需要增大晶状体的焦距。此时，睫状体放松，晶状体被拉长变薄，曲率变小，焦距变大。看远处物体时，物距远大于晶状体的二倍焦距。根据凸透镜成像规律，当物距大于二倍焦距时，在另一侧光屏上成一个倒立、缩小的实像。所以看远处物体时，睫状体放松，晶状体变薄，焦距变大，此时物距远大于二倍焦距，在视网膜上成倒立、缩小的实像。 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 知识点2 近视眼及其矫正 知识点2：近视眼及其矫正 想一想： 若睫状体不能调节或调节能力减弱会出现什么情况呢？ 看清物体的范围会变小 只能看清近处的物体 看不清远处的物体 只能看清远处的物体 看不清近处的物体 近视眼 远视眼 知识点2：近视眼及其矫正 【做一做】如图所示，将凸透镜看作眼球的晶状体、光屏看作视网膜，给“眼睛”戴上近视眼镜，使烛焰在“视网膜”上成像，并标出此时光屏的位置。移去近视眼镜，光屏上的像变得模糊了，这就是近视眼所看到的景象。 为了使光屏上的像重新变得清晰，在不移动凸透镜的前提下，使光屏靠近凸透镜就能再次承接到烛焰清晰的像。 1. 近视眼特征及其成因 （1）模拟探究近视眼的缺陷 模拟探究近视眼的缺陷 知识点2：近视眼及其矫正 模拟探究近视眼的缺陷 【想一想】 近视眼看远处的物体时，物体通过晶状体所成的像落在视网膜前方还是后方？ 由实验可知，近视眼在观察远处的物体时，物体通过晶状体所成的像落在视网膜的前方。 知识点2：近视眼及其矫正 （2）近视眼的特征 只能看清近处的物体，看不清远处的物体。 （3）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，到达视网膜时已经不是一点而是一个模糊的光斑了。 晶状体太厚折光能力太强 眼球在前后方向上太长 知识点2：近视眼及其矫正 2. 近视眼的矫正 矫正近视眼，利用凹透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。所以近视眼患者应该佩戴用凹透镜制成的眼镜。 知识点2：近视眼及其矫正 知识点2：近视眼及其矫正 3. 用水透镜探究近视眼的成因及矫正 （1）模拟正常眼睛看物体 实验中的水透镜相当于眼球中的晶状体。保持水透镜与光屏间距离不变，调节水透镜中的水量直到光屏上成清晰、倒立、缩小的像。 （2）模拟近视眼的成因及矫正 光屏上呈现出清晰的像后，继续向水透镜中注水，再在图中的水透镜前安装上适当焦距的凹透镜可使光屏上再次成清晰的像。 知识点2：近视眼及其矫正 【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 A 知识点2：近视眼及其矫正 【解析】 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。 知识点3 远视眼及其矫正 知识点3：远视眼及其矫正 【做一做】如图所示，将老花眼镜（远视眼镜）放在蜡烛与凸透镜之间，在光屏上得到了一个缩小、倒立的清晰的像，拿开眼镜后，光屏上的像变得模糊了。 为了使光屏上的像重新变得清晰（像的性质不变），在不移动凸透镜的前提下，使光屏远离凸透镜就能再次承接到烛焰清晰的像。 1. 远视眼特征及其成因 （1）模拟探究远视眼的缺陷 模拟探究远视眼的缺陷 知识点3：远视眼及其矫正 模拟探究远视眼的缺陷 【想一想】远视眼看近处的物体时，物体通过晶状体所成的像落在视网膜前方还是后方？ 由实验可知，远视眼在观察近处的物体时，物体通过晶状体所成的像落在视网膜的后方。 知识点3：远视眼及其矫正 （1）远视眼的特征：只能看清远处的物体，看不清近处的物体。 （2）远视眼的成因：晶状体太薄，折光能力太弱；或者眼球在前后方向上太短，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。 晶状体太薄折光能力太弱 眼球在前后方向上太短 知识点3：远视眼及其矫正 2. 远视眼的矫正 凸透镜能使光会聚，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。 通常人们上了年纪以后，睫状体对晶状体的调节能力减弱，近处物体看不清楚。 知识点3：远视眼及其矫正 知识点3：远视眼及其矫正 3. 用水透镜探究远视眼的成因及矫正 （1）模拟正常眼睛看物体 实验中的水透镜相当于眼球中的晶状体。保持水透镜与光屏间距离不变，调节水透镜中的水量直到光屏上成清晰、倒立、缩小的像。 （2）模拟远视眼的成因及矫正 光屏上呈现出清晰的像后，继续向水透镜中抽水，再在图中的水透镜前安装上适当焦距的凸透镜可使光屏上再次成清晰的像。 知识点3：远视眼及其矫正 【例题3】眼睛通过佩戴镜片可以实现对视力的矫正。关于如图所示的光路图，下列说法正确的是（　　） A．此图中矫正视力的镜片是一个凹透镜 B．此图模拟的是矫正近视眼的情况 C．若去掉镜片，来自物体的光将会聚在视网膜前 D．正常眼的明视距离为25cm D 知识点3：远视眼及其矫正 【解析】 A．此图中矫正视力的镜片中间厚， 边缘薄，是凸透镜，不是凹透镜，故A错误； B．此图中光线经过镜片和晶状体两次会聚后呈现在视网膜上，模拟的是矫正远视眼的情况（远视眼像成在视网膜后方，需凸透镜矫正），而近视眼是像成在视网膜前方，需凹透镜矫正，所以不是矫正近视眼的情况，故B错误； C．若去掉镜片，因为这是远视眼的矫正图（远视眼原本像成在视网膜后方），去掉对光线有会聚作用的凸透镜后，来自物体的光将会聚在视网膜后方，而不是视网膜前，故C错误； D．正常眼的明视距离（人眼看清物体最清晰、最不容易疲劳的距离）为25cm，故D正确。故选D。 知识点4 眼镜的度数 知识点4：眼镜的度数 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作透镜焦度，用Φ表示。 透镜焦度：Φ= ， 单位：m-1 例如，某透镜的焦距是0.5m，它的焦度 Φ = = =2 m-1 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。 知识点4：眼镜的度数 2. 眼镜的度数 （1）眼镜度数：平时说的眼镜片的度数D，就是镜片的透镜焦度乘100的值。即： （2）单位：度。 例如，500度镜片的透镜焦度是5m-1，它的焦距是0.2m。 1000度镜片的透镜焦度是10m-1，它的焦距是0.1m。 （3）远视镜片与近视镜片的度数 凸透镜（远视镜片）的度数用正数表示， 凹透镜（近视镜片）的度数用负数表示。 D=100Φ= 知识点4：眼镜的度数 视频讲解——《眼镜的度数》 知识点4：眼镜的度数 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？ 【解答】正常眼、近视眼、远视眼的近点不同。 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 。 知识点4：眼镜的度数 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？ 【解答】+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 知识点4：眼镜的度数 3. 取一副老花眼镜，测定它的两个镜片的度数。 【解答】利用平行光测出老花镜的焦距f ， 则镜片的度数 D=100Φ= 知识点4：眼镜的度数 【例题4】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，没戴这副眼镜之前，人眼成像在视网膜之_____（选填“前”或“后”）。 后 【解析】 由于近视眼镜片是凹透镜，物体通过凹透镜成的是正立、缩小的虚像，而这副眼镜靠近物理课本，发现课本上的文字变大了，则说明这副眼镜是老花镜，老花镜是凸透镜。 眼镜的度数是200度，根据凸透镜焦距跟眼镜度数的关系有 100/f=200度 所以凸透镜的焦距为0.5m。 这副眼镜是老花镜，则戴这副眼镜的人眼为远视眼，所以戴这副眼镜之前，人眼成像在视网膜之后。 老花镜 0.5 课堂小结 课堂小结 近视眼 及其矫正 ①结构：晶状体、角膜、睫状体 、瞳孔、玻璃体、视网膜、视神经. ②视物原理：物体的光会聚在视网膜上，形成像。视网膜上的感光 细胞受到光的刺激产生信号，视神经把这个信号传输给大脑. ③调节: 眼睛通过睫状体来改变晶状体的形状看清远近物体. ④近点和远点：正常眼睛的近点约10cm，远点在无限远处. ⑤明视距离：约为25cm. ①产生原因：晶状体太厚，折光能力强，远处光会聚在视网膜前. ②矫正方法：选配合适的凹透镜 ①产生原因：晶状体太薄，折光能力弱，近处光会聚在视网膜后. ②矫正方法：选配合适的凸透镜. ①透镜焦度：透镜焦距的倒数，Φ= 1/f， 单位：m-1 ②眼镜度数：是镜片的透镜焦度乘100的值： D=100Φ= 远视眼 及其矫正 眼 睛 眼睛和眼镜 眼镜度数 课堂小结 视频总结——《眼睛和眼镜》 课堂练习 课堂练习 【解析】 AB．眼睛相当于一架照相机，晶状体和角膜相当于照相机的凸透镜，视网膜相当于光屏，故AB正确，不符合题意 ； CD．我们看物体时，是通过睫状体的伸缩来调节晶状体的弯曲程度，改变晶状体的焦距，使不同远近的物体都能在像距相同的视网膜上生成清晰的倒立缩小的实像，故C错误，符合题意；D正确，不符合题意。故选C。 1. 人眼是一个高度精密的光学系统，下列 围绕人眼的讨论，错误的是（　　） A．角膜和晶状体的共同作用相当于凸透镜 B．视网膜相当于光屏 C．来自物体的光会聚在视网膜上，形成一个正立的像 D．眼球好像一架照相机，外界物体在视网膜上成的像是缩小的 C 课堂练习 2. 如图所示的四幅示意图中，表示近视眼成像和近视眼矫正后成像情况的分别是（　　） A．乙和丙 B．乙和丁 C．甲和丙 D．甲和丁 C 【解析】 近视眼成像在视网膜前面，需用中间薄两边厚的具有发散作用的凹透镜矫正，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。 课堂练习 3．如图所示，拿一个近视眼镜放在凸透镜前，光屏上出现烛焰清晰的像，而拿走近视眼镜则烛焰的像变得模糊。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 D．同时将光屏和蜡烛适当远离凸透镜 【解析】 根据近视眼的成因和矫治原理可知，去掉近视镜后，像会成在光屏前，所以要使光屏上重新得到清晰的像可以将光屏适当靠近凸透镜。根据物近像远像变大的规律，也可以将蜡烛适当靠近凸透镜。或者两种做法结合，同时将光屏和蜡烛适当靠近凸透镜也可。故选C。 C 课堂练习 4.（多选题）在“爱眼日”宣传活动中，小明用图所示的装置研究眼睛的成像，此时烛焰在光屏上成清晰的像，用此模拟正常眼睛的成像。接下来下列操作说法正确的是（　　） BC A．向水透镜注水，烛焰的像成在光屏右侧，可模拟近视眼 B．向水透镜注水，烛焰的像成在光屏左侧，可模拟近视眼 C．从水透镜抽水，烛焰的像成在光屏右侧，可模拟远视眼 D．从水透镜抽水，烛焰的像成在光屏左侧，可模拟远视眼 课堂练习 【解析】 AB．近视眼是由于长期看近处的东西导致晶状体变厚，折光能力变强，像成在视网膜前。所以用水透镜模拟近视眼，需要透镜对光线的会聚能力更强，所以此时应对水透镜注水，使得凸透镜变厚，焦距变小，使得像成在光屏左侧。故A错误，B正确； CD．远视眼是晶体变薄，折光能力变弱，像成在视网膜后，所以用水模拟远视眼，需要透镜对光线的会聚能力更弱，所以此时应对水透镜抽水，使凸透镜变薄，焦距变大，像成在光屏右侧，故C正确，D错误。 故选BC。 课堂练习 5. （1）如图所示为小明的眼睛看物体时的成像情况，则他的眼病及需要用来矫正的透镜分别是（ ） A．近视 凸透镜 B．近视 凹透镜 C．远视 凸透镜 D．远视 凹透镜 （2）若他所戴眼镜镜片的焦距为-0.2m，则该透镜的焦度为____m-1，眼镜度数为______度。 B -5 -500 【解析】 （1） 由题图可知，像成在了视网膜的前方，是近视眼折光系统的光路示意图，应戴凹透镜进行矫正，故B选项正确，ACD错误； （2）焦度 眼镜度数是镜片的透镜焦度乘100的值，故眼镜度数为 课堂练习 6．在探究近视眼的矫正课外实验中：调整烛焰（模拟远处的物体）、水凸透镜（模拟晶状体，与注射器相连，其凸起程度可通过注射器注入或抽出水来调节）、光屏（模拟视网膜）在光具座上的位置。 （1）如图所示，此时在光屏上得到了烛焰清晰的像，该像是倒立、缩小的实像，如果把蜡烛和光屏位置对调，则成______、_________的实像。 倒立 放大 课堂练习 （2）向水凸透镜内______（选填“注入”或“抽出”）适量的水来模拟近视眼，发现光屏上原来清晰的像变模糊了。若将光屏向靠近透镜的方向移动适当距离，再次得到清晰的像。说明近视眼将远处的物体成像在视网膜_______（选填“前”或“后”）。若光屏不移动，在烛焰和水凸透镜间加一个焦距合适的凹透镜，光屏上也能得到清晰的像。说明近视眼镜是______透镜。 注入 凹 前 课堂练习 【解析】 （1）此时在光屏上得到了倒立、缩小的实像，如果把蜡烛和光屏位置对调，根据光路的可逆性则成倒立、放大的实像。 （2）根据近视眼的成因，向水凸透镜内注入水，凸透镜变厚，此时凸透镜对光的会聚作用变强，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。要使像能成在原来光屏的位置，可以在烛焰和水凸透镜间加一个焦距合适的凹透镜，光屏上也能得到清晰的像，说明近视眼镜是凹透镜。 课后作业 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“练习与应用” 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 Packed by 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