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(共36张PPT)
第四节 爱眼宣传公益行
第五章 透镜及其应用
知1－讲
任务一 了解眼球的构造和成像过程
1. 眼球的主要结构 如图1所示。
2. 视物原理 人的眼球好像一架照相机，远处的物体在视网膜上成倒立、缩小的实像。
知1－讲
物理方法
等效法：晶状体等效成凸透镜，视网膜等效成光屏。
知1－讲
3. 眼睛的调节 正常的眼睛既能看清近处的物体，又能看清远处的物体。
(1)如图2甲所示，人眼看近处时，
晶状体变厚，焦距变小，对光的
偏折能力变强，使物体刚好成像在视网膜上。
(2)如图2乙所示，人眼看远处时，晶状体变薄，焦距变大，对光的偏折能力变弱，使物体刚好成像在视网膜上。
知1－讲
深度理解
对于远近不同的物体，照相机成像时, 焦距不变，改变像距，物体越远，像距越小;眼球成像时，像距不变,改变焦距，物体越远,焦距越大。
知1－讲
4. 关于眼睛的几个距离
(1)远点：人眼能够看清的最远的极限点叫远点。正常眼的远点在无穷远。从无穷远射入人眼的光可以看成平行光，恰好成像在视网膜上。
(2)近点：人眼能够看清的最近的极限点叫近点。正常眼的近点一般在距眼睛10cm处。
知1－讲
(3)明视距离：在合适的照明条件下，一般正常眼观看25cm远的物体时，感到既清楚又不易疲劳，25cm的距离叫正常眼的明视距离。
知1－讲
特别提醒
视网膜上所成的像是倒立的像，而我们感觉所看到的物体是正立的，这源于视神经和大脑的调节作用。
知1－讲
5. 制作晶状体模型
(1)准备材料
透明薄塑料饮料瓶(直径约5 cm)、未使用过的注射器(20 mL)、透明气球、未使用过的输液管约20 cm、水、胶带、502 胶水等。
知1－讲
(2)制作方法
①截取饮料瓶中间粗细均匀部分2 cm 长圆柱
(如图4 甲)；
②在圆柱上下中间位置打一个孔(直径与输液管外径
相同)，将输液管一端插入孔中，用502胶水粘住并密封；
③将圆柱两端用拉紧的透明气球蒙住，并用胶带绕环将透明气球缠紧固定密封；
知1－讲
④如图乙，用注射器将透明气球内注满水，并使注射器内留有半管水(最好不要进入空气)。
这样就制成了一个可以改变焦距的晶状体模型。
知1－讲
(3)用制好的晶状体模型探究正常眼睛看远近物体的情况。
①如图5所示，将点燃的蜡烛、晶状体模型、光屏分别放在光具座上，并调节烛焰、晶状体模型、光屏的中心在同一高度；
知1－讲
②先确定蜡烛、晶状体模型的位置，然后改变光屏的位置找到烛焰清晰的像，该位置就是视网膜的位置；
③保持晶状体模型和光屏位置不动，将蜡烛向晶状体模型靠近10 cm，发现光屏上烛焰的像变模糊；
④分别向晶状体模型抽出或注入适量的水，直到光屏上再次出现烛焰清晰的像。
知1－讲
发现：只有向晶状体模型注入适量的水时，光屏上才会出现烛焰清晰的像。
知1－讲
特别提醒
准备材料的注意事项:
(1)所选材料应该既能满足制作需要，又要比较容易获取；所选材料应该便于制作、使用。
(2)制成的晶状体模型最好方便实验使用，便于改变焦距。
知1－讲
实验结论
(1)人眼看清远近不同的物体，是靠改变晶状体的厚度(即改变晶状体的焦距)使物体的像都能成在视网膜上的。
(2)正常眼看远处的物体时，晶状体要变薄(焦距变小)；正常眼看近处的物体时，晶状体要变厚(焦距变大)。
知1－讲
深度思考
(1)上面晶状体模型是利用什么方法调节焦距的？
(2)怎样测量上面晶状体模型的焦距？
知1－讲
深度理解
(1)该晶状体模型通过用注射器抽出或注入水来改变其厚度，从而改变其焦距大小。
(2)利用平行光源，让平行光沿该晶状体模型(凸透镜)主光轴的方向通过该晶状体模型，光线会在光屏上形成一个最小、最亮的光斑(前后移动光屏，找到这个光斑)，用刻度尺测出该光斑到晶状体模型中心的距离，这个距离就是该晶状体模型的焦距。
知1－练
例 1
用照相机拍照时，物体到镜头的距离应_____(填“大于”或“小于”)镜头的2 倍焦距。如图6 所示，人的眼球好像一架照相机，晶状体和角膜的共同作用相当于一个_____透镜，外界物体
在视网膜上所成的像是______
(填“正立”或“倒立”)的实像。
大于
凸
倒立
知1－练
解题秘方：人的眼球与照相机的成像原理相同，不同的是人的眼球的焦距可以调节，而照相机的焦距不可以调节，是靠调节物距和像距成清晰像的。
知1－练
解析：照相机是利用物体在凸透镜2 倍焦距外成倒立、缩小的实像的原理工作的，类似的，眼睛也是利用物体在晶状体和角膜(共同作用相当于凸透镜)2 倍焦距外成倒立、缩小的实像的原理工作的。
知1－练
1. [中考·宁波]如图所示，当我们看远处物体时，远处物体的光线正好聚焦在视网膜上。当我们从看远处物体改为看近处物体时(一般不小于10 cm)，为了使近处物体成像在视网膜上，晶状体的凸度和焦距的变化情况分别是(　　)
A. 晶状体凸度变大，焦距变短
B. 晶状体凸度变大，焦距变长
C. 晶状体凸度变小，焦距变短
D. 晶状体凸度变小，焦距变长
A
知2－讲
任务二 了解近视眼和远视眼的成因及矫正方法
1. 近视眼的成因及矫正
(1)视觉特征：能看清近处的物体，看不清远处的物体。
知2－讲
(2)形成原因：近视眼的晶状体比正常眼的凸一些导致折光能力过强，或者眼球在前后方向上太长，导致远处的物体成像于视网膜前—远处物体射来的光会聚后成像在视网膜前，到达视网膜上的就不是一个点，而是一个模糊的光斑，如图7 所示。
知2－讲
(3)矫正方法：戴由凹透镜制成的近视眼镜，如图8 所示。
凹透镜对光有发散作用，使会聚点( 即像)后移。
知2－讲
2. 远视眼的成因及矫正
(1)视觉特征：能看清远处的物体，看不清近处的物体。
知2－讲
(2)形成原因：远视眼的晶状体比正常眼的扁平一些导致折光能力太弱，或者眼球在前后方向上太短，导致近处的物体成像于视网膜后—近处物体射来的光还未会聚成一点就已到达视网膜，在视网膜上形成一个模糊的光斑，如图9 所示。
知2－讲
(3)矫正方法：戴由凸透镜制成的远视眼镜，如图10所示。
知2－讲
知识拓展：眼镜的度数
1 . 透镜焦度 透镜焦距的倒数叫作透镜焦度，用Φ表示，即Φ = ，透镜焦度的单位是m－1。
知2－讲
2. 眼镜的度数
(1)眼镜的度数是镜片的透镜焦度乘100的值，用D表示。即D = 100Φ = (f的单位为“m”)。
(2)眼镜度数的绝对值越大， 则眼睛近视或远视的程度越严重。
知2－讲
易错提醒
近视眼和远视眼不是远近不同的物体都看不清。近视眼能看清近处物体，看不清远处物体(看近不看远); 远视眼能看清远处物体，看不清近处物体(看远不看近)。
知2－讲
方法点拨
利用补偿法记忆近视眼及远视眼的矫正：
知2－讲
深度理解
凸透镜的焦距为正数，故凸透镜的焦度为正数，远视眼镜的度数为正数；凹透镜的焦距为负数，故凹透镜的焦度为负数，近视眼镜的度数为负数。
知2－练
6 月6 日是全国“爱眼日”，2024 年的活动主题为“关注普遍的眼健康”。如图11 所示，模拟近视眼成像情况和矫正方法正确的是(　　)
A. ①④ B. ②④ C. ①③ D. ②③
例 2
知2－练
解题秘方：根据眼睛成像位置判断眼疾类型和矫正所用
的透镜。
解析：近视眼看远处物体时，成像在视网膜前，图①表示了近视眼的成像情况；近视眼应该用具有发散作用的凹透镜来矫正，图④能正确表示近视眼的矫正情况。
答案：A
知2－练
2. 小丽爷爷是远视眼，需要用______透镜来矫正。当爷爷戴上眼镜时，小丽通过镜片发现爷爷的眼睛好像变______(填“大”或“ 小”)了，这是因为小丽看到的爷爷的“眼睛”是通过镜片形成的_____(填“实”或“虚”)像。
凸
大
虚

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