3.7眼睛与光学仪器

 

设计思路

关于眼睛，课程标准中并没有具体要求，只是作为凸透镜成像的特例提出，它是相当复杂的天然光学仪器，从结构上看，眼睛非常类似于照相机。了解眼睛的成像原理以及近视眼和远视眼的成因与矫正方法是公民应具备的基本科学素养。

学生对眼球的结构比较熟悉，但是对于眼睛中的知识了解的并不是特别多，因此对于介绍眼睛的成像原理以及近视眼和远视眼的成因与矫正很感兴趣。教材通过对近视眼、远视眼的特点、成因的分析，引出其矫正方法，培养学生密切联系实际的精神，注重引导学生运用物理知识解释物理现象。同时也引起学生的学习兴趣，“科学世界”栏中“眼睛的度数”的介绍，更体现了上述特点而且扩大了学生的知识面，提高了科学素质

教学目标

 

知识与技能

1、知道放大镜成像的规律及特点。

2、了解眼睛的构造和眼睛视物的基本原理，了解近视、远视的成因及矫正的方法。

3、了解照相机、显微镜、望远镜的工作原理.

 

过程与方法

能利用所学的有关透镜的知识实际制作一些光学仪器，如小照相机、望远镜等。

 

情感态度与价值观

1、通过实验探究，体验参与的快乐和成功喜悦，并有助于养成积极主动地与人交流合作的习惯。

2、通过小制作培养学生将所学知识运用于实际的愿望。

 

教学重点

凸透镜成像的规律及应用；近视眼与远视眼的成因及矫正；常见光学仪器的原理。

 

教学难点

凸透镜成像规律的探究；凸透镜成像中像的虚实、大小及物距、像距的变化问题。

 

课时安排

  1课时

 

一、复习引入

 

1、透镜分凸透镜和凹透镜，它们对光线各有什么作用？

（凸透镜对光线有会聚的作用，凹透镜对光线有发散的作用）

2、凸透镜可以成像，那凸透镜成像的特点是什么？

（u>2f时，成倒立缩小的实像，像成在一倍焦距和二倍焦距之间；2f>u>f时，成倒立放大的实像，像成在二倍焦距以外；u<f时，成正立放大的虚像，像不能成在光屏上。）

眼睛是人体重要的器官之一，它还会流露出你的感情色彩，被称为心灵的窗户我们都拥有一双眼睛，有关眼睛，你了解多少？

二、新课教学

 

（1）眼睛是怎样看见物体的

 

眼睛的作用就跟凸透镜一样，可以把物体的景象投影到视网膜上,你了解眼睛的结构吗?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

投影片显示眼睛结构图，并结合生物挂图眼睛成像原理图，与同学门一起探讨、分析，最后得出眼球的成像原理

晶状体、角膜等组织共同作用相当于一个凸透镜，从物体发出的光线经过它会聚在视网膜上，形成物体的像。用凸透镜使距离不同的物体成像，像与透镜之间的距离会不同。而用眼睛看远近不同的物体时，像都成在视网膜上，即像与凸透镜之间的距离不变，这不是与凸透镜的成像规律有矛盾吗？
    根据预备知识：凸透镜中间越厚，焦距越短，凸透镜使光线偏折的程度越大，会聚本领越强，引出眼睛的调节作用——改变晶状体的形状，从而改变“凸透镜”的焦距，使远近物体都能在视网膜上成像。
    远眺时：睫状体放松，晶状体较薄，焦距较长，远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上，人便能看清楚远处的物体。（结合板画，讲解眼睛望远时的调节过程）
    近观时：睫状体收缩，晶状体较厚，焦距较短，近处物体射来的光又会聚在视网膜上，人便能看清楚近处的物体。（结合板画，讲解眼睛近观时的调节过程）

 

(二) 近视眼是怎么回事？怎样矫正？

教师：我想先请眼睛近视的同学谈谈他看远近物体时有什么感受？

 

 

 

 

 

 

 

 

 

学生介绍后，利用彩色投影，结合板画，讲解近视眼的成因，让同学们知道，由于晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球在前后方向上太长，远处物体某点发出的光会聚视网膜前，到达视网膜时已经是一个模糊的光斑。并利用预备知识：凸透镜能使光线会聚；凹透镜能使光线发散，让同学讨论如何使原来会聚视网膜前方的光线改变传播方向，会聚在视网膜上呢？ 

在同学讨论后板画通过凹透镜矫正后的光路简图，并让同学在彩色投影片上获得与巩固有关近视眼及其矫正的信息。

介绍有关眼保健知识，如长时间看书后，要向远处眺望休息几分钟，看书时眼睛不要离书本太近等

 

（三）远视眼是怎么回事？怎样矫正？

 

有同学看见老人串针线时的情景吗？这说明了什么？（学生会说明老人只能看清远处的物体，看不清近处的物体）

【然后，结合板画、板书，通过与近视眼及其矫正的比较对比，得到远视眼成因、通过凸透镜矫正的知识四）

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   （四）眼镜的度数

思考与讨论：仔细观察近视眼镜和远视眼镜，它们有什么不同？度数深的和度数浅的有什么不信息浏览：眼镜的度数可让学生自己阅读，教师可适当板书，简单介绍眼镜的度数计算方法。如根据眼镜盒上的“+200”来确定眼镜的度数、焦距、是近视眼镜还是远视眼镜？并介绍：眼镜度数越深，说明眼镜镜片的焦距越短。
思考：镜片标有─250字样，它是什么镜片，焦度、焦距分别是多少？

 

 (五)显微镜

l.显微镜的构造

 

 

 

 

 

 

 

 

一般的放大镜，放大倍数较小，像植物的细胞、金属的结构、细菌微生物等，在放大镜下是没法观察的，要想

看清就需用放大倍数更高的显微镜，如图所示。显微镜的构造自上而下分别为：

（1）目镜：靠近眼睛的一组透镜。作用像一个普通的放大镜。

（2）物镜：靠近被观察物体，作

 用相当于投影仪的镜头。

（3）载物台：承载被观察物体。

（4）反光镜：增加光的强度，便于观察物体。

2．显微镜的原理

显微镜由两组透镜组成，每组都相当于一个凸透镜，把它们一起装在金属制的镜筒里。对着物体的一组叫物镜，对着眼睛的一组叫目镜。物镜的焦距很短，目镜的焦距较长。物镜的作用相当于投影仪的镜头：得到物体的放大的实像，再由目镜放大为一个正立放大的虚像。

 

(六)望远镜

 

1．望远镜的构造

望远镜的种类很多，主要部件是物镜和目镜。

(1)物镜：使远处的物体在焦点附近成实像。

(2)目镜：靠近眼睛，作用相当于一个放大镜。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2．望远镜原理

望远镜的构造跟显微镜类似，也是由物镜和目镜两组凸透镜组成的，不同的只是物镜的焦距长而目镜的焦距短。

             

3.物体真的是放大的吗?

物镜的作用好像一架照相机，使远处的物体在焦点附近成一个倒立缩小实像；目镜的作用相当于一个放大镜，因此，我们看到的是一个倒立缩小的虚像，但是为什么我们感觉到物体被放大了呢?

原来,我们通过眼睛判断物体的大小是根据物体在眼中所成视角的大小为依据的(如图所示),物体越大或距离越近在眼中所成的视角就越大.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

由于望远镜目镜的焦距很短,我们观察到的虚象离我们的眼睛就很近,从而增大了在眼睛中的视角,所以我们感觉到物体被放大了.

 

三、信息浏览

 

教师引导学生课本P77信息浏览“哈勃空间望远镜”

 

四、课堂巩固

 

1、近视眼镜的镜片是一个＿＿＿＿透镜，它和眼球中相当于透镜的那部分的综合作用使得眼球这个“照相机”的“镜头”的焦距变＿＿＿＿＿了。

2、关于远视眼下列说法正确的是（    ）。

A．一般是由于人年龄增大，睫状肌对晶状体的调节能力减弱造成的

B．来自近处物体的光将会聚于视网膜的前方

C．需要配戴发散透镜来矫正

D．远视眼的成因是晶状体太厚，或者眼球在前后方向上太长

3、小焕同学的父亲是近视眼，母亲是远视眼，他们的眼镜放在了一起，小焕有很多办法帮父母分辨是谁的眼镜，你知道他用了哪些办法进行分辨吗？

 

五、 小结

     本节课主要学习了近视眼与远视眼形成的原因以及矫正的方法，另外还要知道望远镜和显微镜的构造及工作原理。

 

六、作业

 

自己制作望远镜和显微镜

 

  七、板书设计

 

（一） 眼睛是怎样看见物体的？

（二） 近视眼是怎么回事？怎样矫正？

（3） 远视眼是怎么回事？怎样矫正？

（四） 眼镜的度数

（五） 显微镜

（六） 望远镜

 

  八、教学反思

   教学完近视眼的成因及矫正方法以后，应引导学生说出生活中不良的用眼习惯，然后再说说如何保护我们的视力，由于这个知识和学生的生活实际紧密相连，学生们应该很踊跃，经归纳后出示眼保健知识须知，通过这个情感教育纠正了学生不良的用眼习惯，利于良好生活习惯的培养。