资源简介

4.3 神奇的“眼睛”（教学设计）
【教学目标】
1.物理观念
（1）了解眼睛的结构及视物原理。
（2）了解近视眼与远视眼的成因及矫正办法。
（3）了解凸透镜成像规律在放大镜、照相机、投影仪中的应用。
2.科学思维
学会观察和分析近视眼和远视眼的成因及矫正方法，具有初步的分析概括能力。
3.科学探究
通过实践和探究，让学生感觉科学就在身边。培养学生对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理的精神，树立正确的世界观和唯物主义观。
4.科学态度与责任
培养学生观察思考，勇于发现乐于探究的学习习惯，以及应用物理知识解决实际问题的能力。
【重点难点】
学习重点：凸透镜成像规律在生活中的应用。
学习难点：实验探究近视眼与远视眼的成因及矫正办法。
【器材准备】
1.凸透镜、凹透镜、光具座、光屏、蜡烛、火柴等。
2.和《神奇的“眼睛”》相关的视频、挂图、课件等。
【课时安排】
1课时（45分钟）
【教学过程】
一、新课引入：
想一想 看一看
眼睛是心灵的窗户，通过眼睛，人们能交流信息、相互了解。那么，从物理学角度分析，我们是怎样通过眼睛看到五彩缤纷的世界的呢？
通过本节课的学习我们便可知晓答案。
二、自主学习：
自主学习（一）　我们是如何看见物体的
任务清单：阅读教材P95--96的内容，思考完成下列问题：
（时间：3分钟；要求：用红笔圈画重点语句。）
（1）人眼的成像原理是什么？
（2）在人眼的结构中，晶状体和角膜相当于 ，视网膜相当于 。
（3）人眼是如何看清远处或近处物体的？
（4）近视眼和远视眼的特征是什么？
【答案】略。
【解析】略。
2.小组内互相批改，找出正确答案。然后进行释疑环节：
助学释疑一　我们是如何看见物体的
1. 眼睛的主要结构
晶状体、角膜 、瞳孔、玻璃体、视网膜、视神经。
（1）晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜；
（2）视网膜相当于光屏，视网膜与视神经是相连的。
2、眼睛视物的原理：
来自物体的光线通过瞳孔，经过晶状体成像在视网膜上，再经过神经系统传到大脑，经过大脑处理，我们就看到了物体。
物体在视网膜上成倒立、缩小的实像。（眼睛相当于照相机）
3、正常眼睛如何看清近处和远处物体的：
眼睛通过睫状体改变晶状体的厚薄，来看清楚近处和远处的物体。
●加油站●：凸透镜越薄，会聚能力越弱，焦距越长；反之，凸透镜越厚，会聚能力越强，焦距越短。
4、近视眼：
（1）近视眼的视物特点：
“看近不看远”：只能看清近处的物体，看不清远处的物体。
（2）近视眼的形成原因：
晶状体太厚（会聚能力太强）或眼球前后方向上距离太长，使来自远处的光线会聚在视网膜前方。
5、远视眼：
（1）远视眼的视物特点：
“看远不看近”：只能看清远处的物体，看不清近处的物体。
（2）远视眼的形成原因：
晶状体太薄（会聚能力太弱）或眼球前后方向上距离太短，使来自近处的光线会聚在视网膜后方。
自主学习（二）　视力的矫正
任务清单：阅读教材P96--97的内容，思考完成下列问题：
（时间：3分钟；要求：用红笔圈画重点语句。）
（1）按照“做中学”的要求，利用课桌上面的实验器材，小组合作完成图4-21实验和图4-22实验。
（2）为了矫正近视眼，患者应该佩戴用 制成的眼镜。
（3）为了矫正远视眼，患者应该佩戴用 制成的眼镜。
【答案】略。
【解析】略。
2.小组内互相批改，找出正确答案。然后进行释疑环节：
助学释疑二　视力矫正
1.近视眼的矫正
（1）实验探究：
按照图4-21实验要求，利用课桌上面的实验器材，完成实验。
结论：在近视眼模型前加一个焦距合适的凹透镜，能改善物体在“视网膜”上的成像情况。
（2）用凹透镜矫正近视眼：
因为凹透镜对光线有发散作用，所以近视眼佩戴凹透镜后，可以使物体的像刚好成在视网膜上。
2、远视眼的矫正
（1）实验探究：
按照图4-22实验要求，利用课桌上面的实验器材，完成实验。
结论：在远视眼模型前加一个焦距合适的凸透镜，能改善物体在“视网膜”上的成像情况。
（2）用凸透镜矫正远视眼：
因为凸透镜对光线有会聚作用，所以近视眼佩戴凸透镜后，可以使物体的像刚好成在视网膜上。
3、科学书屋：眼镜的度数与保护眼睛
（1）眼镜镜片的规格通常用“度”表示，其数值等于焦距（单位为米）倒数的100倍，即焦距越短，折射越明显，度数对应的数字越大。例如，100度的镜片，其焦距为1 m；200度的镜片，其焦距为0.5 m。凸透镜（远视镜片）的度数是正的，凹透镜（近视镜片）的度数是负的。
（2）保护眼睛：我们应注意保护眼睛，采用正确的看书姿势，看书时间不要过长，注意让眼睛休息，认真规范做眼保健操。近视眼和远视眼患者应及时到医院就诊。
自主学习（二）　透镜的应用
1、放大镜：
（1）工作原理：物距小于焦距时，凸透镜能成正立放大虚像。
（2）使用方法：
物体一定要放在凸透镜的一倍焦距以内。
（3）在凸透镜的一倍焦距以内，放大镜距离物体越近，像越小。反之，像越大。
2、照相机：
（1）工作原理：物距大于二倍焦距时，凸透镜能成倒立缩小实像。
（2）结构：镜头：相当于一个凸透镜。
胶片：相当于光屏。
（3）使用方法：照相时，移动照相机主要是改变物距，前后伸缩镜头主要是改变像距。
3、投影仪：
（1）工作原理：物距大于一倍焦距且小于二倍焦
距时，凸透镜能成倒立放大实像。
（2）结构：镜头：相当于一个凸透镜；
屏幕：相当于光屏；平面镜：改变光路。
（3）使用方法：使用时，移动投影仪主要是改变像距，上下伸缩镜头主要是改变物距
4、显微镜：
（1）用途：观察细微物体或物体上的细微部分。
（2）结构：
目镜：相当于放大镜。
物镜：相当于投影仪。
（3）成像原理：
物体通过物镜成倒立放大实像，再经过目镜成正立放大虚像。
5、望远镜：
（1）用途：观察远处的物体。
（2）结构：
目镜：相当于放大镜。
物镜：相当于照相机。
（3）成像原理：
物体通过物镜成倒立缩小实像，
再经过目镜成正立放大虚像。
。
6、迷你实验室：自制望远镜
如图4-27所示，将近视镜片与远视镜片沿刻度尺放置。从近视镜片望过去，同时调节两镜片之间的距离，你看到的景物有什么变化？
三、自主测评：
要求：合上课本，像考试一样独立完成。（时间：3分钟；分值：100分）
1.（20分）“方寸天地纳寰宇”描述了小小眼球可尽观广袤世界。下列能解释眼球成像原理的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】人的眼睛的晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，外界物体在视网膜上成倒立、缩小的实像。根据凸透镜成像规律可知，此时u>2f时，凸透镜成倒立、缩小的实像；故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
2．（20分）据专家介绍，长时间玩手机、看电视容易引起近视。如图所示的四幅图中，属于近视眼及其矫正的是（　　）
A．甲和丁 B．甲和丙 C．乙和丙 D．乙和丁
【答案】A
【解析】由图知，甲图的光线会聚在视网膜的前方，所以甲图表示近视眼的成像情况；近视眼是由于晶状体焦距太短，像落在视网膜的前方，为了使光线会聚在原来会聚点后面的视网膜上，就需要在光线进入人眼以前发散一些，所以应佩戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正，则丁图是近视眼的矫正原理图。所以，属于近视眼及其矫正原理图的是甲、丁。故选A。
3．（20分）光刻机是制造芯片的最关键设备，光刻技术是现代纳米级电路的基石，它是指利用透镜将绘制在掩膜上的电路通过紫外光投射到涂有光刻胶的硅片上，从而制造出集成电路的方法，其工作原理如图所示，此时恰好在硅片上成清晰的像，下列说法正确的是（　　）
A．在硅片上形成的像是实像
B．缩图透镜可用于矫正近视眼
C．硅片位于缩图透镜的二倍焦距以外
D．此投射原理与教室投影仪的原理相同
【答案】A
【解析】A．由图可知，该缩图透镜为凸透镜，物体与像分别在凸透镜的两侧，根据凸透镜成像原理可知，像与物体异侧，凸透镜成实像，故A正确；
B．远视眼的成像原理是像成在视网膜后面，凸透镜对光线具有会聚作用，可以使光线提前会聚，使像成在视网膜上，所以凸透镜可以矫正远视眼，故B错误；
C．要制造出含有众多元件的集成电路，需要将电路图缩小，可知该凸透镜成倒立、缩小的实像；结合凸透镜成缩小实像的条件可知，硅片到缩图透镜的距离（像距）在一倍焦距和二倍焦距之间，故C错误；
D．照相机的成像原理是物体在凸透镜的二倍焦距以外，像在一倍焦距与二倍焦距之间，与此原理相同，故D错误。
4．（20分）用手机扫描二维码，相当于给二维码照了一张照片，如图所示，用手机扫描物品上的二维码、登录网址、查看物品的相关信息时，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，若物品不动，需要把手机靠近物品
【答案】C
【解析】AC．手机上的摄像头相当于一个照相机，是利用物距大于二倍焦距时，成倒立缩小实像的原理制成的，因此，扫描二维码时镜头和二维码的距离大于二倍焦距，故A错误，C正确；
B．二维码本身不发光，不是光源，故B错误；
D．在扫描二维码时，二维码超出手机上设定的方框，说明物距太近，应使物品不动，把手机向后移动，远离物品，故D错误。
5．（20分）如图所示，把一滴水滴在玻璃板上，在玻璃板下面放置一个用眼睛看不清楚的细小物体，再拿一个放大镜位于水滴上方，适当调节放大镜的高度，就可以看清玻璃板下的细小物体了。这一做法符合下列哪个器材的工作原理（　　）
A．照相机 B．放大镜 C．显微镜 D．望远镜
【答案】C
【解析】由题意可知，细小物体第1次经水滴放大，应用了凸透镜成正立、放大的虚像这一规律。第2次成像应用了凸透镜成倒立、放大的实像这一规律，而这两次成像规律是显微镜的工作原理。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
四、课堂小结：
引导学生学列本节课的思维导图：
五、板书设计：
见上面思维导图
六、教后反思：
谈谈你在本节课中：
（1）收获有哪些？
（2）需要改进的有哪些？

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