资源简介

3.7 眼睛与光学仪器
一、教学目标
1．知识与技能
（1）知道眼睛的成像原理，对近视眼和远视眼的成因有所了解。
（2）知道利用透镜可以改变成像的位置从而达到矫正视力的目的。
（3）知道照相机是利用凸透镜能成缩小实像的原理制成的。
2．过程与方法
（1）通过探究分析怎样矫正近视眼与远视眼。
（2）尝试应用已知的透镜对光线的作用和凸透镜成像规律等科学知识来解决相关问题、解释有关现象，获得初步的分析能力。
3．情感态度和价值观
通过课堂教学和课外主题活动，使学生具有眼保健意识；有将科学规律、科学技术应用于日常生活的意识。
二、课时安排
2课时
三、教学重点
1．眼睛成像原理和调节作用、近视眼和远视眼的矫正。
四、教学难点
1．眼睛的调节作用、近视眼和远视眼的矫正。
五、教学过程
（一）导入新课
展示图片秒表、时钟、直尺等。
同学们都有一双眼睛，你们能否想象出，人是如何通过眼睛去观察周围丰富多彩的世界？我们很多同学都喜欢照相，那么照相机（出示）是怎样给你留下成长的足迹、精彩的瞬间的呢？为了解决你的问题，我们一起来学习和研究与照相机、眼睛、眼镜相关的知识。
（二）讲授新课
1．眼睛是怎样看见物体的
多媒体播放眼睛的构造图和模型。
展示：照相机和人眼球的对比图片
眼睛是一架“神奇”的照相机
说明：学生根据对比图片，理解人眼球和照相机的相似之处，总结出，眼睛好似一架照相机。
设计意图：从对比中总结知识，培养学生的能力，同时让学生在思考和分析中提升能力、学习知识。
体验：教师指导先近距离看自己的手指纹，然后马上眺望远方，亲自感受眼睛是怎样调节的。
点评：我们的眼睛实在了不起，我们不需要像摄影师那样，要考虑到环境的亮暗或物体距离，我们的眼睛会自动作出调节，只要眼睛各部分运作正常，每一次我们均可“摄”取一张美丽动人的“相片”。
总结：晶状体和角膜相当于一个凸透镜，视网膜相当于光屏，当物体的像成在视网膜上时，我们就看见物体了。
设计意图：通过学生经历体验，领悟眼睛成像的原理，从而由感性认识上升到理性认识，突破重点。
问题：我们是如何看清远处与近处的景物的？
说明：播放课件演示眼球的自动调焦
眼睛的睫状体的作用是调节晶状体的形状，当睫状体放松时，晶状体比较薄，远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上，眼球可以看清远处的物体；当睫状体收缩时，晶状体变厚，对光的偏折能力变大，远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。
总结：看远处与近处景物通过晶状体形状，使景物的像始终落在视网膜上就看清楚了。
远处来的光线恰好会聚在视网膜上， 近处来的光线恰好会聚在视网膜上，
眼球可以看清远处的物体 眼球可以看清近处的物体
2．近视眼及其矫正
（1）问题：有些人单靠自身眼睛的调节已不能使像成在视网膜上，这种情况是怎么形成的，如何处理？
点评：由于长期不注意用眼卫生，使晶状体变凸，或睫状体调节能力降低，远处的景物的像落在视网膜前面，形成近视眼。引导学生设想用凹透镜将光线发散，使远处景物射来的光仍能会聚在视网膜上，从而能看清远处的景物。
2．探究实验：近视眼的矫正
猜想：应用什么透镜来矫正近视眼，并用实验的方法验证自己的猜测。
说明：鼓励学生可以用自己的眼镜进行矫正，试试效果如何。
参考器材：光具座，凸透镜，蜡烛，光屏，火柴，近视眼镜。
方案：组装好器材，使烛焰的像落在光屏前方，此时像变得模糊。把凹透镜放在凸透镜前观察。
现象：光屏上出现了烛焰清晰的像。
结论：近视眼用凹透镜矫正。
设计意图：通过小组的合作分析，学生运用已经学过的物理知识亲自动手去探究，充分发挥学生在学习中的主体地位和老师的主导作用，只有通过自己动手去做实验，才能对知识有更清晰的感受和较深刻的理解。
3．远视眼及其矫正
问题：请学生猜想一下远视眼的成因以及矫正方法。
说明：远视眼是由于晶状体太薄，近处物体的像成在了视网膜后面而看不清。引导学生设想用凸透镜将光线会聚，使近处物体传来的光线仍能会聚在视网膜上，从而看清近处的物体。
根据刚才对近视眼如何矫正的推测，引导学生自己设计实验，小组合作探究，探究远视眼的矫正。
结论：远视眼用凸透镜矫正。
科学世界——眼镜的度数
这里有几个老花镜，请同学们自学课本的科学世界“眼镜的度数”，然后分组进行讨论，设计测量老花眼镜度数的实验方案。多媒体投影相关知识。
知识：
（1）透镜的焦度：透镜焦距的倒数。(Φ)
公式：Φ＝1/f(f为透镜焦距)
单位：Φ：m－1 f：mX
（2）眼镜度数＝透镜焦度×100
（3）凸透镜的度数用正数表示，凹透镜的度数用负数表示。
4．照相机
下图就是照相机成像的原理示意图，物体通过透镜在底片上成一个缩小倒立的像。
板书：照相机：照相机的镜头相当于一个凸透镜，来自物体的光经过照相机镜头后会聚到胶卷上，物体离镜头的距离大于两倍焦距，在胶片上形成一个倒立、缩小的实像。
显微镜
介绍显微镜的发明
显微镜把一个全新的世界展现在人类的视野里。人们第一次看到了数以百计的“新的”微小动物和植物，以及从人体到植物纤维等各种东西的内部构造。显微镜还有助于科学家发现新物种，有助于医生治疗疾病。1931年，恩斯特·鲁斯卡通过研制电子显微镜，使生物学发生了一场革命。这使得科学家能观察到像百万分之一毫米那样小的物体。1986年他被授予诺贝尔奖。
2．探究：组织学生分组自制水滴显微镜。
参考器材：滴管、烧杯、水、观察纸、透明的磁带盒、放大镜
（1）将观察白纸(上面有一个小箭头)平放在水平桌面上。
（2）将磁带盒盖中的一块，放在白纸上，再在盒盖上用滴管滴一小滴水，透过水观察。
现象：看到一个倒立的放大的像。
（3）再利用一块放大镜(凸透镜)在上面观察水滴中的箭头。
现象：看到一个被放大得更大的箭头。
设计意图：通过设置学习情境，使学生经历体验，领悟显微镜成像的原理，从而由感性认识上升到理性认识，突破重点。
教师播放显微镜结构示意图，学生阅读课本内容，并思考以下问题：
物镜和目镜由凸透镜组成
显微镜物镜：靠近被观察物体的凸透镜
(1)显微镜主要由哪几个部分组成？
(2)什么是目镜？
(3)什么是物镜？
(4)物镜的作用是什么？它与生活中哪种透镜作用相似？
(5)目镜的作用是什么？它与生活中哪种透镜作用相似？
(6)用显微镜观察到的物体是倒立的还是正立的？为什么？
总结：
（1）结构
靠近眼睛的凸透镜叫目镜。
靠近被观察物体的凸透镜叫物镜。
（2）原理
物镜的作用相当于投影仪，成倒立放大的实像。
目镜的作用相当于放大镜，成正立放大的虚像。
用凹面镜作为反光镜，起聚光作用。
（3）作用：看清楚微小的物体。
拓展：人眼只能看清大小0.1～0.2毫米左右的细节，显微镜大大地提高了人的观察能力，好的显微镜可以放大2 000倍，能够看清0.2微米的结构。但要观察更小的结构，光学显微镜就无能为力了，20世纪30年代出现了电子显微镜，放大倍数80万倍。而隧道扫描显微镜更进一步能看到单个原子。
（三）重难点精讲
眼睛及其视物原理
眼（又称眼睛，目）是一个可以感知光线的器官．最简单的眼睛结构可以探测周围环境的明暗，更复杂的眼睛结构可以提供视觉．复眼通常在节肢动物（例如昆虫）中发现，通常有很多简单的小眼面组成，并产生一个影像（不是通常想象的多影像）．在很多脊椎动物和一些软体动物中，眼睛通过把光投射到对光敏感的视网膜成像，在那里，光线被接受并转化成信号并通过视神经传递到脑部．通常眼睛是球状的，当中充满透明的凝胶状的物质，有一个聚焦用的晶状体，通常还有一个可以控制进入眼睛光线多少的虹膜。
眼睛的成像原理：眼睛通过调节晶状体的弯曲程度（屈光）来改变晶状体焦距获得倒立的、缩小的实像．眼睛所能看到的最远的点叫调节远点，正视眼所能看到的远点在极远处；眼睛所能看到的最近的点叫调节近点，两点之间称为调节范围．正常眼睛的近点在距离眼睛约10厘米处，眼睛长时间用眼可发生眼疲劳现象，眼疲劳的症状表现为：眼睛发胀、头疼、眼花，眼睛酸涩、眼睛发干等。
（3）眼睛的视物原理：看近景时，晶状体变厚，晶状体的焦距变小．看远景时，晶状体变薄，晶状体的焦距变大。
（四）归纳小结
【过渡】通过本节课的学习，你学到了什么？你还有什么问题？
【总结】在学生回答的基础上，教师补充、解释。
六、板书设计
眼镜与光学仪器
1.眼睛是怎样看见物体的
成像特点：倒立、缩小的实像 调节：改变焦距
明视距离：眼睛距物体25 cm处
2.近视眼和远视眼及其矫正
近视眼(会聚点提前)：凹透镜矫正
远视眼(会聚点置后)：凸透镜矫正
3.望远镜与显微镜
七、作业布置
同步练习册
八、教学反思
相机、显微镜的成像的工作原理，要想让学生理解它们的工作原理，必须使学生具备一定的知识，那就是凸透镜成像的工作原理。对于理解上的难点，也就是眼睛视物原理，本课采取了大量的实验让学生从感性认识慢慢升华到理性认识，使得学生在实操、理解的基础上，加深对于光学本质的认识。从教学手段上看，是传统教学和现代多媒体的有机结合。本节课设计大量简单有趣的实验，重视物理规律的形成过程，帮助学生建立形象直观的认识，使学生加深对知识理解的同时，又提高教学效果。

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