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第三章 光和眼睛
3.7 眼睛与光学仪器
逐点
导讲练
课堂小结
作业提升
课时讲解
1
课时流程
2
眼睛是怎样看见物体的
影像的保存
眼睛的好帮手
从身边的问题出发：
小时候的我们，眼睛晶莹剔透，什么都看得清清楚楚的。可随着年龄的增长，好多同学的眼睛都近视了，而爷爷奶奶的眼睛都变成老花眼了，这是怎么形成的呢？图中那些带尾巴的毛绒绒的小东西，就是讨厌的细菌在显微镜下的原形。图中炫美的“宝盒星团”，是天文望远镜下的奇景。显微镜和望远镜又是怎样协助人们看清这些微小的和远处的物体的呢？
思想方法
等效法：在保证效果相同的前提下，将陌生的、复杂的、难处理和难理解的问题转换成熟悉的、容易的、易处理和易理解的问题的一种方法。例如：把不熟悉的晶状体等效成凸透镜，把看不见的视网膜等效成光屏。
知识点
眼睛是怎样看见物体的
1
1. 眼睛的结构和成像原理
如图2 所示，人眼的主要构造是角膜、瞳孔、晶状体、睫状体、玻璃体、视网膜等。眼睛中的晶状体相当于_______ ；视网膜相当于_______ 。物体在视网膜上成__________的实像。
凸透镜
光屏
倒立、缩小
分析解释
正常的眼睛如何既能看清远处物体，又能看清近处物体？
解释：晶状体有弹性，周围肌肉可以调节它表面的弯曲程度，改变它的焦距。正常眼睛，看近处物体时，晶状体比较厚(如图甲)，焦距短；看远处物体时，晶状体比较薄(如图乙)，焦距长，从而使物体的像总能恰好成在视网膜上。
2. 近视眼和远视眼的成因与矫正
特点 成因 矫正
近视眼 能看清近处的物体，看不清远处的物体
晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球前后方向太长，导致成像在视网膜前
配戴用凹透镜(发散透镜)做成的近视镜
远视眼 能看清远处的物体，看不清近处的物体
晶状体太薄，折光能力太弱，或者眼球前后方向太短，导致成像在视网膜后
配戴用凸透镜(会聚透镜)做成的远视镜
思想方法
比较法：将两个相对或相似的对象放在一起，按照同一标准对照，确定各对象属性的异同、成因，以达到了解认识对象的目的，从而找到解决问题的方法和途径。
近视眼和远视眼是两个相对的对象，其成因和矫正方法都是相反的。
3. 眼镜的度数
“度数”等于镜片焦距（单位：m）的倒数乘100 得到的数值。
思想方法
补偿法：为了弥补某些物体的缺点，我们常用补偿法解决问题。例如：近视眼戴凹透镜把光发散后进入眼睛弥补晶状体太厚会聚光的能力太强；远视眼戴凸透镜把光会聚后进入眼睛弥补晶状体太薄会聚光的能力太弱。
例 1
(1)人的眼睛就像是一架精密的照相机。眼睛中的晶状体相当于一个______ ，如图8 所示，是描述人眼看物体的成像图，其中看远处景物的是_______(填“甲”或“乙”)图，景物在视网膜上成的是________ (填“实”或“虚”)像。
凸透镜
乙
实
(2)全国中学生体质健康调研数据表明：中学生近视发生率约为53.6%，且急剧低龄化。如图所示，________(填
“丙”或“丁”)图表示近视眼折光系统的光路示意图，矫正近视眼应配戴_______ (填“凸”或“凹”)透镜制成的眼镜片。
丁
凹
(3) 图丙中， 要想使物体成像在视网膜上， 则物体应该向 ________(填“左”或“右”)移动；如果不移动物体，又想成像在视网膜上，则应配戴____透镜做成的眼镜。
左
凸
1.人眼视物的类比认识
2.利用成像位置识记正常眼、近视眼和远视眼
1.正常眼睛：光线会聚点在视网膜上。
2.近视眼：光线会聚点在视网膜前。
3.远视眼：光线会聚点在视网膜后。
1.[ 中考·广西] 现代生活，智能手机给人们带来了许多便利，但长时间盯着手机屏幕，容易导致视力下降。图9 中关于近视眼及其矫正的原理图正确的是( )
D
A．甲和丙 B．甲和丁 C．乙和丙 D．乙和丁
3.用“补偿法”确定矫正方案
近视眼：折光能力太强，成像在视网膜前，依据“补偿法”需要把光线发散，使像回到视网膜—— 戴凹透镜制成的近视镜矫正。　
远视眼：折光能力太弱，成像在视网膜后，依据“补偿法”需要把光线会聚，使像回到视网膜—— 戴凸透镜制成的远视镜矫正。
知识点
影像的保存
2
1. 照相机的构造与工作原理
(1)构造: 如图4 所示, 照相机主要由镜头、胶片(或感光元件)及一些附属部件(如调焦环、光圈、快门)组成。镜头相当于一个凸透镜，胶片相当于光屏。
(2)原理：照相机是利用凸透镜能成_________________的原理制成的。
倒立、缩小的实像
(3)使用：被照景物与照相机的距离应_________________。若要使胶片(或感光元件)上的像大一些，应将照相机移近被照物体(即减小物距)，同时增大胶片(或感光元件)离镜头的距离(即增大像距)。
大于镜头的二倍焦距
知识拓展
如图5是投影仪成像示意图，使用时将投影片放在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，通过凸透镜成倒立、放大的实像，再通过平面镜将像投到挂在墙上的屏幕上。
2. 照相机与眼睛
照相机 眼睛
图示
相当于凸透镜 镜头 晶状体
相当于光屏 胶片(或感光元件) 视网膜
原理 凸透镜，u>2f 时，成倒立、缩小实像的规律
调节 物距变化时调节像距来获取清晰的像 物距变化时调节焦距来获取清晰的像
知识归纳
眼睛看物体，眼球好像照相机。凸透镜——角膜和晶状体，光聚视网膜，实像识物是原理。看远近，变焦距，全靠睫状体。
例2
[ 中考·乐山] 如图11 所示，小宇同学正在用“自拍神器”摄影留念。与用手直接拿手机自拍相比，利用自拍杆可以( )
A. 增大物距，减小像的大小，从而增大取景范围
B. 减小物距，减小像的大小，从而减小取景范围
C. 增大物距，增大像的大小，从而减小取景范围
D. 减小物距，增大像的大小，从而增大取景范围
A
思路导引：利用自拍杆，人与镜头的距离增大，可增大物距，减小像的大小，从而增大取景范围。
4.从原理出发，顺藤摸瓜
2. 手机扫描二维码，相当于给二维码照了一张照片，用手机扫描物品上的二维码后，登录网址就可查看物品的相关信息，下列说法中正确的是( )
A. 二维码位于摄像头的一倍焦距和二倍焦距之间
B. 物体上的二维码是光源
C. 二维码位于摄像头的二倍焦距以外
D. 当二维码超出手机上设定的方框时，物品不动，把手机靠近物品
C
5.知识关联获取解题模型
对于科技前沿的新知识、新元件，根据其功能和产生的效果或者操作规则，把该事件与学过的物理知识和情境进行关联，转换成熟悉的知识和情境，从而获取解决问题的途径和方法。
比如，扫码、刷脸软件，实质就是照相机原理。
知识点
眼睛的好帮手
3
思想方法
优点组合：把两个个体的优点组合在一起，形成一个新的物体。从而充分发挥各自的优势，使新物体具有更优秀的品质。
例如：显微镜经过两次放大，效果更好；望远镜先把远处物体成像位置拉近，然后再放大，可以看得更清晰。
1. 认识显微镜
(1)如图6 所示，显微镜由___________两组_______镜组成，用于观察人们肉眼无法看到的细微物体或物体的精细结构。
目镜和物镜
凸透
①物镜：物体放在凸透镜一倍焦距和两倍焦距之间，成倒立、放大的实像。
②目镜：物镜所成像落在目镜一倍焦距之内，由目镜成正立、放大的虚像。
通过两次放大，看清微小物体。
(2)显微镜放大倍数等于目镜与物镜放大倍数的乘积。
2. 认识望远镜
普通望远镜和折射式天文望远镜（图7）主要也是由物镜和目镜两组透镜组成。通过目镜观察到物体的虚像，好像把物体位置移近，从而看清远处的物体，拓宽了观察视野。
例 3
如图12 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. 将被观察的物体靠近显微镜物镜后，成像变小
D. 将天文望远镜的镜筒缩短后，成像变小
思路导引：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，将被观察的物体靠近显微镜物镜后，成像变大，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，将天文望远镜的镜筒缩短后，成像变小，B、D 正确。
6.比较异同，理解显微镜和望远镜(双凸透镜类型)知识
1.显微镜和望远镜(双凸透镜类型)，二者的目镜和物镜都是凸透镜。目镜也都相当于放大镜，使物体成放大的虚像。
2. 望远镜( 双凸透镜类型)物镜是把远处的物体在焦点附近成缩小的实像；而显微镜的物镜是使物体成放大的实像。
3.望远镜是把远处物体拉近看清，而显微镜是连续两次放大看清。
眼睛与光学仪器
神奇的眼睛
眼睛
视力矫正
透镜的应用
构造
视物原理---凸透镜成像
矫正:配戴凹透镜
照相机
近视产生的原因----晶状体曲度过大
远视产生的原因----晶状体曲度过小
矫正:配戴凸透镜
放大镜
显微镜
望远镜
眼睛与光学仪器
1. 眼睛与照相机：
眼睛 照相机
成像元件 晶状体、角膜 凸透镜
承像元件 视网膜 光屏
看远近不同
物体的调节 调节晶状体的弯曲
程度(调节焦距) 调节像距
眼睛与光学仪器
2. 近视眼和远视眼：
近视眼 远视眼
视觉特征 近处清，远处模糊 远处清，近处模糊
形成原因 晶状体太厚 晶状体太薄
眼球前后方向太长 眼球前后方向太短
矫正 凹透镜 凸透镜
眼睛与光学仪器
1. 照相机、投影仪和放大镜都是利用凸透镜成像来工作的。
2. 照相机工作时，物距大于像距，成倒立、缩小的实像。摄像头、摄像机的工作原理与照相机相同。
3. 投影仪工作时，物距小于像距，成倒立、放大的实像。幻灯机、电影放映机的工作原理与投影仪相同。
4. 放大镜工作时，物距小于焦距，成正立、放大的虚像。
眼睛与光学仪器
5. 显微镜的工作原理：显微镜的物镜相当于一个投影仪的镜头，目镜相当于一个放大镜。被观察的物体经物镜成一个放大的实像，被目镜再次放大。经两次放大后，我们就可以看清细小的物体。
6.望远镜的工作原理：望远镜的物镜相当于一个照相机的镜头，目镜相当于一个放大镜。被观察的物体经物镜成一个缩小的实像，经目镜放大后就能被看清。

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