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3.7　眼睛与光学仪器
学习目标 1. 了解眼睛的构造，知道眼睛是怎样看见物体的。 2. 了解眼镜是怎样矫正视力的。 3. 知道照相机、显微镜和望远镜的结构和作用。 4. 通过模拟眼睛成像活动，经历、体验和领悟眼睛成像的原理。通过对近视眼和远视眼形成原因的了解，学会如何保护眼睛和矫正视力。
任务一　眼睛是怎样看见物体的
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才能看清近处的物体，这两种眼镜一样吗？通过回答下列问题，我们来探究眼睛是怎样看见物体的。
问题1：眼睛的成像原理与 类似，它可把物体的景象投影到 上。
问题2：眼睛通过调节 的弯曲程度，相当于改变凸透镜的 ，从而既可以看清近处的物体又可以看清远处的物体。
问题3：近视眼镜是 镜，远视眼镜是 镜。
1. 眼睛的主要结构有角膜、睫状体、瞳孔、晶状体、玻璃体、视网膜、视神经等。物体发出的光经过眼球转化为神经信号传输给大脑，我们就看到了物体，如图所示。
2. 近视眼及其矫正
(1)近视眼的特点
只能看清近处物体，看不清远处物体。
(2)近视眼的成因
近视眼晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球在前后方向太长，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(如图甲所示)，导致视网膜上得不到清晰的像。
甲　近视眼成像于视网膜前
乙　矫正后
(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，应使其焦点后移。利用凹透镜对光的发散作用，在眼睛前放一个合适的凹透镜，让来自远处的光在进入人眼前进行适当地发散，这样就可以使光线进入人眼后恰好会聚在视网膜上(如图乙所示)，所以近视眼应戴用凹透镜制成的眼镜进行矫正。
3. 远视眼及其矫正
(1)远视眼的特点
只能看清远处物体，看不清近处物体。
(2)远视眼的成因
远视眼晶状体太薄，折光能力太弱，或者眼球在前后方向太短，使得来自近处的光会聚在视网膜后，到达视网膜前还没有会聚成点，在视网膜上形成一个模糊的光斑(如图丙所示)，导致视网膜上得不到清晰的像。
丙　远视眼成像于视网膜后
　　
丁　矫正后
(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，应使其焦点前移。利用凸透镜对光的会聚作用，在眼睛前放一个合适的凸透镜，让来自近处的光在进入人眼前进行适当地会聚，这样就可以使光线进入人眼后恰好会聚在视网膜上(如图丁所示)，所以远视眼应戴用凸透镜制成的眼镜进行矫正。
4. 眼镜的度数：在配眼镜时，常用“度数”来反映眼镜的性能。眼镜的度数等于镜片焦距(单位：m)的倒数乘以100得到的数值。例如，某一老花眼镜镜片(凸透镜)的焦距f是0.5 m，眼镜的度数就是×100＝2×100＝200(度)。
【应用1】(2025·汕头模拟)图中关于近视眼及其矫正的原理图正确的是( )
　　　　　　
A. ②① B. ②④
C. ③① D. ③④
特别提醒：明确远视眼和近视眼的成因与矫正是解决此题的关键。近视眼像成在视网膜的前方，戴凹透镜来矫正。远视眼像成在视网膜的后方，戴凸透镜来矫正。
任务二　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。为了记录难以忘怀的瞬间(如图所示) 和美不胜收的景色，人们发明了照相机。你是否使用过照相机？你了解照相机吗？通过回答下列问题，我们来探究照相机。
　
问题1：照相机主要由哪几个部分组成？各部分的作用是什么？
问题2：照相机照相时是怎么样得到相片的？
照相机的镜头相当于一个凸透镜，来自物体(人或景物)上每一点的光经过胶片照相机的镜头后都在胶片上会聚成一点，所有会聚的点就形成了被照物体的像。照相时，物体离照相机镜头比较远(物距大于2倍焦距)，像是缩小、倒立的，如图所示。
点拨　为了使远近不同的景物在胶片上都能成清晰的像，需要调节镜头到胶片的距离。
(1)拍摄近处景物时，镜头应向前伸，即增大胶片与镜头之间的距离；
(2)拍摄远处景物时，镜头应往后缩，即减小胶片与镜头之间的距离；
(3)若想使拍摄景物的像大一些，可以减小景物与镜头之间的距离；若想使拍摄景物的像小一些，可以增大景物与镜头之间的距离。
【应用2】关于摄影，下列说法正确的是( )
A. 照相机的镜头对光有发散作用
B. 照相机成像原理与小孔成像原理相同
C. 景物通过照相机镜头成虚像
D. 景物离照相机镜头越近成像越大
特别提醒：根据凸透镜成像原理：u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像机；凸透镜成实像时，物距变大，像距变小，像变小。小孔成像的原理是光的直线传播。
任务三　眼睛的好帮手
利用凸透镜成像的规律，人们还制成了显微镜和望远镜等光学仪器。阅读课本P84～P85，回答下列问题。
问题1：显微镜主要由什么组成？
问题2：显微镜的工作原理是什么？
问题3：反光镜的作用是什么？
问题4：显微镜可以通过把微小物体二次放大的方法帮助我们看清楚近处微小的物体，那么对于远处(如距离我们几亿光年的星体)的物体我们需要借助哪种神奇的“眼睛”来帮助我们看清楚呢？
1. 显微镜
显微镜主要由物镜和目镜两组凸透镜组成。
物镜：成倒立、放大的实像；
目镜：成正立、放大的虚像。
放大倍数：目镜与物镜放大倍数的乘积。
2. 望远镜
普通望远镜和天文望远镜主要也是由物镜和目镜两组凸透镜组成的。
物镜：成倒立、缩小的实像；
目镜：成正立、放大的虚像。
【应用3】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
2/83.7　眼睛与光学仪器
学习目标 1. 了解眼睛的构造，知道眼睛是怎样看见物体的。 2. 了解眼镜是怎样矫正视力的。 3. 知道照相机、显微镜和望远镜的结构和作用。 4. 通过模拟眼睛成像活动，经历、体验和领悟眼睛成像的原理。通过对近视眼和远视眼形成原因的了解，学会如何保护眼睛和矫正视力。
任务一　眼睛是怎样看见物体的
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才能看清近处的物体，这两种眼镜一样吗？通过回答下列问题，我们来探究眼睛是怎样看见物体的。
问题1：眼睛的成像原理与　凸透镜　类似，它可把物体的景象投影到　视网膜　上。
问题2：眼睛通过调节　晶状体　　的弯曲程度，相当于改变凸透镜的　焦距　，从而既可以看清近处的物体又可以看清远处的物体。
问题3：近视眼镜是　凹透　镜，远视眼镜是　凸透　镜。
1. 眼睛的主要结构有角膜、睫状体、瞳孔、晶状体、玻璃体、视网膜、视神经等。物体发出的光经过眼球转化为神经信号传输给大脑，我们就看到了物体，如图所示。
2. 近视眼及其矫正
(1)近视眼的特点
只能看清近处物体，看不清远处物体。
(2)近视眼的成因
近视眼晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球在前后方向太长，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(如图甲所示)，导致视网膜上得不到清晰的像。
甲　近视眼成像于视网膜前
乙　矫正后
(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，应使其焦点后移。利用凹透镜对光的发散作用，在眼睛前放一个合适的凹透镜，让来自远处的光在进入人眼前进行适当地发散，这样就可以使光线进入人眼后恰好会聚在视网膜上(如图乙所示)，所以近视眼应戴用凹透镜制成的眼镜进行矫正。
3. 远视眼及其矫正
(1)远视眼的特点
只能看清远处物体，看不清近处物体。
(2)远视眼的成因
远视眼晶状体太薄，折光能力太弱，或者眼球在前后方向太短，使得来自近处的光会聚在视网膜后，到达视网膜前还没有会聚成点，在视网膜上形成一个模糊的光斑(如图丙所示)，导致视网膜上得不到清晰的像。
丙　远视眼成像于视网膜后
　　
丁　矫正后
(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，应使其焦点前移。利用凸透镜对光的会聚作用，在眼睛前放一个合适的凸透镜，让来自近处的光在进入人眼前进行适当地会聚，这样就可以使光线进入人眼后恰好会聚在视网膜上(如图丁所示)，所以远视眼应戴用凸透镜制成的眼镜进行矫正。
4. 眼镜的度数：在配眼镜时，常用“度数”来反映眼镜的性能。眼镜的度数等于镜片焦距(单位：m)的倒数乘以100得到的数值。例如，某一老花眼镜镜片(凸透镜)的焦距f是0.5 m，眼镜的度数就是×100＝2×100＝200(度)。
【应用1】(2025·汕头模拟)图中关于近视眼及其矫正的原理图正确的是(　C　)
　　　　　　
A. ②① B. ②④
C. ③① D. ③④
特别提醒：明确远视眼和近视眼的成因与矫正是解决此题的关键。近视眼像成在视网膜的前方，戴凹透镜来矫正。远视眼像成在视网膜的后方，戴凸透镜来矫正。
任务二　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。为了记录难以忘怀的瞬间(如图所示) 和美不胜收的景色，人们发明了照相机。你是否使用过照相机？你了解照相机吗？通过回答下列问题，我们来探究照相机。
　
问题1：照相机主要由哪几个部分组成？各部分的作用是什么？
答：(1)照相机主要由镜头、光圈、快门和暗盒等部件组成。
(2)①镜头：相当于一个凸透镜；②暗盒中的感光胶片：相当于光屏；③光圈：控制进入镜头的光的多少；④调焦环：调节镜头到胶片间的距离，即像距；⑤快门：控制曝光时间。
问题2：照相机照相时是怎么样得到相片的？
答：来自物体的光经过照相机镜头后会聚在胶片，那么在胶片上会成一个像。因为胶片上涂着一层对光敏感的物质，这种物质在受到光的照射后发生化学变化，物体的像就被记录在胶片上，经过显影、定影后成为底片，再用底片冲印就可以得到相片。
照相机的镜头相当于一个凸透镜，来自物体(人或景物)上每一点的光经过胶片照相机的镜头后都在胶片上会聚成一点，所有会聚的点就形成了被照物体的像。照相时，物体离照相机镜头比较远(物距大于2倍焦距)，像是缩小、倒立的，如图所示。
点拨　为了使远近不同的景物在胶片上都能成清晰的像，需要调节镜头到胶片的距离。
(1)拍摄近处景物时，镜头应向前伸，即增大胶片与镜头之间的距离；
(2)拍摄远处景物时，镜头应往后缩，即减小胶片与镜头之间的距离；
(3)若想使拍摄景物的像大一些，可以减小景物与镜头之间的距离；若想使拍摄景物的像小一些，可以增大景物与镜头之间的距离。
【应用2】关于摄影，下列说法正确的是(　D　)
A. 照相机的镜头对光有发散作用
B. 照相机成像原理与小孔成像原理相同
C. 景物通过照相机镜头成虚像
D. 景物离照相机镜头越近成像越大
特别提醒：根据凸透镜成像原理：u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像机；凸透镜成实像时，物距变大，像距变小，像变小。小孔成像的原理是光的直线传播。
任务三　眼睛的好帮手
利用凸透镜成像的规律，人们还制成了显微镜和望远镜等光学仪器。阅读课本P84～P85，回答下列问题。
问题1：显微镜主要由什么组成？
答：显微镜镜筒的两端各有一组凸透镜，靠近眼睛的叫目镜，靠近物体的叫物镜。显微镜主要由物镜和目镜两组凸透镜组成。
问题2：显微镜的工作原理是什么？
答：目镜成正立、放大的虚像，物镜成倒立、放大的实像。
问题3：反光镜的作用是什么？
答：将光线会聚，增加物体的亮度。
问题4：显微镜可以通过把微小物体二次放大的方法帮助我们看清楚近处微小的物体，那么对于远处(如距离我们几亿光年的星体)的物体我们需要借助哪种神奇的“眼睛”来帮助我们看清楚呢？
答：望远镜。
1. 显微镜
显微镜主要由物镜和目镜两组凸透镜组成。
物镜：成倒立、放大的实像；
目镜：成正立、放大的虚像。
放大倍数：目镜与物镜放大倍数的乘积。
2. 望远镜
普通望远镜和天文望远镜主要也是由物镜和目镜两组凸透镜组成的。
物镜：成倒立、缩小的实像；
目镜：成正立、放大的虚像。
【应用3】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(　C　)
　　
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：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，C错误；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B、D正确；故C符合题意。
特别提醒：本题根据望远镜和显微镜成像原理分析解答。
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