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3.7眼睛與光學(xué)儀器第三章光和眼睛人們常說(shuō),眼睛是心靈的窗戶(hù)。我們依靠眼睛觀察事物,眼睛是怎樣看到物體的呢?下面我們一起來(lái)探究眼睛的結(jié)構(gòu)及視物原理。觀察與思考眼睛的成像原理跟凸透鏡類(lèi)似,可把物體的景像投影到視網(wǎng)膜上。一、眼睛是怎樣看見(jiàn)物體的如圖是眼睛的剖視圖:相當(dāng)于凸透鏡相當(dāng)于光屏物體經(jīng)晶狀體成像于視網(wǎng)膜上,通過(guò)視神經(jīng)把信息傳入大腦,從而產(chǎn)生視覺(jué)。一、眼睛是怎樣看見(jiàn)物體的眼睛觀察遠(yuǎn)近不同的物體時(shí),靠調(diào)節(jié)晶狀體的彎曲程度,改變焦距,獲得清晰的像。看遠(yuǎn)處時(shí)看近處時(shí)一、眼睛是怎樣看見(jiàn)物體的近視眼:遠(yuǎn)處景物經(jīng)過(guò)晶狀體后所成的像落到視網(wǎng)膜前面。遠(yuǎn)視眼:物體經(jīng)過(guò)晶狀體后所成的像落到視網(wǎng)膜后面。近視眼是由于光到達(dá)視網(wǎng)膜前會(huì)聚到一起。遠(yuǎn)視眼是由于光到達(dá)視網(wǎng)膜處還未會(huì)聚到一起。一、眼睛是怎樣看見(jiàn)物體的活動(dòng)1——研究近視眼鏡和遠(yuǎn)視眼鏡近視眼鏡鏡片的中間比邊緣薄,由凹透鏡制成;遠(yuǎn)視眼鏡鏡片的中間比邊緣厚,由凸透鏡制成。觀察比較近視眼鏡和遠(yuǎn)視眼鏡鏡片有什么不同。近視眼鏡遠(yuǎn)視眼鏡一、眼睛是怎樣看見(jiàn)物體的活動(dòng)1——研究近視眼鏡和遠(yuǎn)視眼鏡近視眼的矯正:利用凹透鏡對(duì)光的發(fā)散作用延遲光線(xiàn)的會(huì)聚;遠(yuǎn)視眼的矯正:利用凸透鏡對(duì)光的會(huì)聚作用使光線(xiàn)提前會(huì)聚。觀察近視眼、遠(yuǎn)視眼的矯正原理圖,總結(jié)矯正原理。近視眼矯正遠(yuǎn)視眼矯正一、眼睛是怎樣看見(jiàn)物體的【項(xiàng)目實(shí)施】(1)眼睛的視物原理為了探究的視物原理,組裝如圖甲的實(shí)驗(yàn)裝置,其中“F”字樣的光源代替物體,光屏模擬視網(wǎng)膜。圖乙中②號(hào)凸透鏡模擬晶狀體,打開(kāi)光源,調(diào)節(jié)器材高度,使光源的中心、透鏡的中心和光屏的中心在同一高度。調(diào)節(jié)器材的位置,使光屏上呈現(xiàn)倒立縮小的清晰的像。一、眼睛是怎樣看見(jiàn)物體的(2)近視眼的形成原因模擬近視眼視物情況,應(yīng)選擇圖乙中的③號(hào)透鏡代替②號(hào)透鏡安裝在光具座上后,光屏上的像變模糊;適當(dāng)向左移動(dòng)光屏,光屏上的像再次清晰。由此可知近視眼的形成原因可能是晶狀體過(guò)厚(填“厚”或“薄”),折光能力過(guò)強(qiáng)造成的。一、眼睛是怎樣看見(jiàn)物體的(3)如何矯正近視眼用如圖丙的水透鏡放在光具座上的合適位置,代替眼鏡模擬近視眼矯正視力。將水透鏡置于光具座上的B點(diǎn),緩緩調(diào)節(jié)水透鏡中的水量,當(dāng)水透鏡形成焦距合適的凹透鏡時(shí),光屏上呈現(xiàn)清晰的像,近視眼的成像情況得到改善。近視程度更嚴(yán)重的同學(xué)應(yīng)選擇焦距更小的透鏡來(lái)矯正視力。一、眼睛是怎樣看見(jiàn)物體的眼鏡的度數(shù)在配眼鏡時(shí),常用“度數(shù)”來(lái)反映眼鏡的性能。眼鏡的度數(shù)等于鏡片焦距(單位:m)的倒數(shù)乘100得到的數(shù)值。例如,某一老花眼鏡片(凸透鏡)的焦距f是0.5m,眼鏡片的度數(shù)就是×100=200(度)。度數(shù)=×100一、眼睛是怎樣看見(jiàn)物體的為了記錄難以忘懷的瞬間和美不勝收的景色,人們發(fā)明了照相機(jī)。你了解照相機(jī)嗎?你知道照相機(jī)的成像原理嗎?曇花盛開(kāi)瞬間的照片花樣滑冰比賽瞬間的照片水花濺起瞬間的照片二、影像的保存活動(dòng)2——認(rèn)識(shí)照相機(jī)照相機(jī)是利用凸透鏡能成倒立、縮小的實(shí)像的原理制成的,它主要由鏡頭、光圈、快門(mén)和暗盒等部件組成。照相機(jī)的鏡頭相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡。暗盒中的感光膠片(或感光元件)相當(dāng)于光屏。二、影像的保存活動(dòng)2——認(rèn)識(shí)照相機(jī)照相機(jī)選定拍攝景物(一般在鏡頭2倍焦距以外)后,調(diào)節(jié)鏡頭與膠片(或感光元件)的距離,膠片(或感光元件)上會(huì)出現(xiàn)倒立、縮小的實(shí)像。二、影像的保存全自動(dòng)數(shù)碼照相機(jī)全自動(dòng)數(shù)碼照相機(jī)(通俗名稱(chēng)“傻瓜相機(jī)”)具有自動(dòng)調(diào)焦、調(diào)光功能,攝影時(shí)只需通過(guò)顯示屏將被攝主體設(shè)在畫(huà)面中的恰當(dāng)位置,按下快門(mén)就可拍得所需要的影像了。二、影像的保存教室中常見(jiàn)的投影儀也是利用凸透鏡成像的,工作原理如圖:屏幕鏡頭像投影片平面鏡投影儀工作時(shí)利用的是凸透鏡成什么性質(zhì)的像的原理呢?利用的是凸透鏡能成倒立、放大的實(shí)像的原理。二、影像的保存利用透鏡成像的性質(zhì),人們制成了顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡等光學(xué)儀器。顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡的主要構(gòu)造都是物鏡和目鏡兩組透鏡,你了解它們的工作原理嗎?光學(xué)顯微鏡普通望遠(yuǎn)鏡天文望遠(yuǎn)鏡三、眼睛的好幫手活動(dòng)3——認(rèn)識(shí)顯微鏡顯微鏡主要由物鏡和目鏡兩組凸透鏡組成。通過(guò)物鏡和目鏡可形成物體的放大的虛像,從而使我們觀察到肉眼無(wú)法看到的細(xì)微物體或物體的精細(xì)結(jié)構(gòu)。目鏡物鏡載物臺(tái)反光鏡粗準(zhǔn)焦螺旋細(xì)準(zhǔn)焦螺旋顯微鏡下葉子的局部結(jié)構(gòu)三、眼睛的好幫手目鏡物鏡活動(dòng)3——認(rèn)識(shí)顯微鏡顯微鏡的工作原理如圖:類(lèi)似投影儀類(lèi)似放大鏡顯微鏡的物鏡成倒立、放大的實(shí)像;目鏡成正立、放大的虛像。物體的像經(jīng)過(guò)兩次放大。三、眼睛的好幫手活動(dòng)4——認(rèn)識(shí)望遠(yuǎn)鏡普通望遠(yuǎn)鏡和折射式天文望遠(yuǎn)鏡主要由物鏡和目鏡兩組透鏡組成。通過(guò)目鏡觀察到物體的虛像,使我們能看清遠(yuǎn)處的物體,拓寬了觀察的視野。天文望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到的星空伽利略首次將望遠(yuǎn)鏡指向天空三、眼睛的好幫手目鏡物鏡遠(yuǎn)處物體活動(dòng)4——認(rèn)識(shí)望遠(yuǎn)鏡類(lèi)似照相機(jī)類(lèi)似放大鏡望遠(yuǎn)鏡的工作原理如圖:望遠(yuǎn)鏡的物鏡成倒立、縮小的實(shí)像;目鏡成放大、正立的虛像。物體的像先縮小,再放大,效果相當(dāng)于把物體移近到眼前。三、眼睛的好幫手哈勃空間望遠(yuǎn)鏡美國(guó)國(guó)家航空與航天局于1990年4月成功發(fā)射了以天文學(xué)家哈勃的名字命名的空間望遠(yuǎn)鏡,它的口徑為2.4m,在離地約575km的軌道上環(huán)地球運(yùn)行,每97min繞地球一周。它能觀測(cè)到許多很遠(yuǎn)處的天體,使天文學(xué)家們獲得寶貴的信息。哈勃空間望遠(yuǎn)鏡和深空照片三、眼睛的好幫手眼睛與光學(xué)儀器眼睛是怎樣看見(jiàn)物體的近視眼及其矯正遠(yuǎn)視眼及其矯正影像的保存照相機(jī)眼睛的好幫手顯微鏡望遠(yuǎn)鏡課堂小結(jié)1、“方寸天地納寰宇”描述了小小眼球可盡觀廣袤世界。下列能夠解釋眼球成像原理的是(
)A.B.C.D.A課堂練習(xí)2、現(xiàn)代生活,智能手機(jī)給人們帶來(lái)了許多便利,但長(zhǎng)時(shí)間盯著手機(jī)屏幕,容易導(dǎo)致視力下降,下列關(guān)于近視眼及其矯正原理圖正確的是(
)A.①③B.②③C.①④D.②④B課堂練習(xí)3、如圖甲、乙是光線(xiàn)經(jīng)過(guò)甲、乙兩透鏡后的折射光線(xiàn);圖丙是某人看遠(yuǎn)處物體時(shí)的成像情況,圖丁是一款通過(guò)在透明的薄膜中注入或抽出光學(xué)液體實(shí)現(xiàn)改變的鏡片。下列分析正確的是(
)A.甲透鏡的折射光線(xiàn)會(huì)聚于一點(diǎn),說(shuō)明甲透鏡是凸透鏡B.乙透鏡的折射光線(xiàn)是發(fā)散的,說(shuō)明乙透鏡是凹透鏡C.該人的視力缺陷是近視眼,矯正時(shí)應(yīng)選擇鏡片ⅠD.該人的視力缺陷是遠(yuǎn)視眼,矯正時(shí)應(yīng)選擇鏡片ⅡC課堂練習(xí)4、對(duì)下列四幅圖闡述不正確的是(
)A.近視眼成像在視網(wǎng)膜前,用凹透鏡矯正B.遠(yuǎn)視眼成像在視網(wǎng)膜后,用凸透鏡矯正C.顯微鏡的目鏡相當(dāng)于放大鏡,物鏡相當(dāng)于照相機(jī)的鏡頭D.天文望遠(yuǎn)鏡的目鏡相當(dāng)于放大鏡,物鏡相當(dāng)于照相機(jī)的鏡頭C課堂練習(xí)5、(1)在圖甲中,燭焰不能在光屏上成清晰的像,相當(dāng)于人眼有某種視力缺陷?,F(xiàn)保持蠟燭和透鏡的位置不變,將光屏向后移動(dòng)到某一位置時(shí)能成清晰的像,則甲圖的成像情況相當(dāng)于_______(選填“近視”或“遠(yuǎn)視”)眼看物體,要使甲圖的光屏上能成清晰像,可以在燭焰和凸透鏡之間適當(dāng)位置添加_________(選填“凸透鏡”或“凹透鏡”)。遠(yuǎn)視凸透鏡課堂練
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