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1、第4节眼睛和眼镜1了解眼睛的构造，知道眼睛的成像原理，知道眼睛是如何调节看清物体的；2知道近视眼的成因及矫正方法，会判断近视眼镜；3知道远视眼的成因及矫正方法，会判断远视眼镜；4知道近视镜和老花镜的区别；5了解明视距离，了解远点及近点，了解近视眼和远视眼度数的计算。1眼睛(1）眼睛的构造如图所示晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜。视网膜相当于凸透镜成像用的光屏。和照相机不同的是，眼睛是通过改变晶状体的厚度，来改变折光能力，从而达到调节作用，使像落在视网膜上的。角膜光通过透明的称为角膜的前表面进入眼睛。角膜能防止灰尘进入眼睛，它也起着透镜的作用，保证来自不同方向的光线都能进入眼睛。虹膜虹膜可
2、以改变进入眼睛的光线数量，是一块可伸缩的肌肉环。虹膜使眼睛带上了颜色。多数人的虹膜是褐色的，也有人的虹膜是蓝色或绿色的。瞳孔瞳孔是眼睛中的黑色部分。事实上它是角膜覆盖下的一个洞。瞳孔呈黑色是因为它直通眼睛黑暗的内部。虹膜通过肌肉环的伸缩来控制瞳孔的大小。在光线昏暗时，瞳孔变大，更多的光进入眼睛。在光线耀眼时，瞳孔变小，减少了进入眼睛的光线数量。(2）眼睛的成像原理晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，它们把来自物体的光线会聚在视网膜上，形成倒立、缩小的实像，分布在视网膜上的神经细胞受到光的刺激，把这个信号传输给大脑，人就能看见物体了。【例1】人用眼睛观察一个物体，例如观察一棵树，其光学原理就
3、像凸透镜成像一样，如图所示的一支蜡烛通过凸透镜成像在光屏上。_就相当于图中的蜡烛，人眼睛的_就相当于凸透镜，_就相当于光屏。树在视网膜的像是一个_像。解析：眼睛实际上是一个凸透镜成像系统，它像照相机一样能成一个缩小的像，通过晶状体和角膜使来自物体的光线折射，在视网膜上成一个倒立的缩小的像，视网膜上有许多的神经细胞，通过它们将图象传到大脑中的神经中枢，产生视觉我们就看到了物体。答案：树晶状体和角膜的组合视网膜倒立缩小的实2眼睛的调节作用当眼睛看近处的物体时，睫状体收缩，带动晶状体变厚，折射作用增强，来自物体的光线会聚在视网膜上形成视觉；当看远处的物体时，睫状体放松，带动晶状体变薄，折射作用减弱，
4、来自远处物体的光线会聚于视网膜上产生视觉。【例2】正常人的眼睛能将物体的像始终成在视网膜上，从而看清远处或近处的物体，这是由于(）。A不断改变物距，使像成在视网膜上B不断改变晶状体的凸起程度，使像成在视网膜上C不断改变像距，使像成在视网膜上D不断改变物体的大小，使像成在视网膜上解析：人的眼睛是通过改变晶状体的凸起程度，即改变焦距来使像成在视网膜上的。答案：B3近视眼及其矫正(1）近视眼的成因眼球在前后方向上太长，即视网膜与“凸透镜”的距离过远。来自远处物体的光线发散程度较低，物体所成的像落在视网膜的前方，视网膜上反而得不到清晰的像，如图所示。近视眼只能看清近处的物体，而看不清远处的物体。(2）
5、近视眼的矫正为了使物体的像仍能会聚在视网膜上，就必须适当抵消近视过度的折光作用，在眼前放一个凹透镜，由于凹透镜对光具有发散作用，这样来自远处物体的像就能恰好会聚在视网膜上，如图所示，所以配戴用凹透镜制成的近视眼镜就能矫正近视。近视是因为眼睛调节能力减弱或是眼球前后过长造成的，近视眼应选用适当度数的近视眼镜进行矫正，近视眼镜是由凹透镜制成的。【例3】人的眼睛像一架神奇的照相机，晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于胶片，通过晶状体的调节，将远近不同的物体成像在视网膜上。如图是不同位置处的两个物体的成像示意图，由图得出：眼睛看近处的物体时，晶状体的焦距_(填“变大”“变小”或“不变”）。人眼若长期观察近
6、处物体，会造成晶状体过度弯曲，当他看远处物体时，像会成在视网膜的前方，应戴_透镜制成的眼镜加以矫正。解析：人眼晶状体相当于凸透镜，越凸焦距越小，人眼若长期观察近处物体，会造成晶状体过度弯曲，当他看远处物体时，像会成在视网膜的前方，我们称为近视眼，应戴凹透镜来矫正。答案：变小凹4远视眼及其矫正(1）远视眼的成因与近视相反，产生远视眼的原因是因为晶状体太薄，折光能力太弱，或者是眼球在前后方向上太短，来自近处物体的光线发散程度很大，光线还没有会聚成一点就到达视网膜了，在视网膜上形成一个模糊的光斑。如图所示。远视眼只能看清远处的物体，而看不清近处的物体。(2）远视眼的矫正为了使物体的像仍能会聚在视网膜
7、上，就必须适当增强眼睛对光线的偏折作用，在眼前放一个凸透镜，由于凸透镜具有会聚作用，来自近处物体的像就能恰好会聚在视网膜上，如图所示，所以配戴用凸透镜制成的远视眼镜能矫正远视。远视因为眼睛晶状体折光能力减弱或是眼球前后过短造成的，远视眼应选用适当度数的远视眼镜进行矫正，远视眼镜是由凸透镜制成的。【例4】如图所示，所列情形中与远视眼矫正相符的是(）。解析：A图显示光在视网膜前会聚，所以是近视眼，应该配戴合适的凹透镜，让光线先发散再经过晶状体，使像刚好成在视网膜上，所以B图是矫正近视眼的光路。C图显示光线在视网膜后会聚，所以是远视眼，应该配戴合适的凸透镜，让光线先会聚再经过晶状体，使像刚好成在视网
8、膜上，所以D是矫正远视眼的光路。答案：D5眼镜的度数透镜焦距的倒数叫透镜焦度，焦距以米为单位时，焦度的单位是屈光度。眼镜度数是屈光度数乘以100。如一近视镜片为200度(也记作200），则该片透镜焦度为2屈光度，其焦距为0.5 m，是凹透镜。再如焦距为m的凸透镜，焦度为3屈光度，用它做成的远视镜片为300度。【例5】一个同学所戴的眼镜是500度，这个透镜焦度是_，焦距是_，是_镜，这个同学是_眼，另一个同学戴的是10 000的眼镜，这个透镜焦度是_，焦距是_，是_镜，此同学是_眼。解析：凸透镜度数为正值，凹透镜度数为负值，屈光度只是一个单位，是透镜焦度的单位；凸透镜焦点为实焦点，所以度数表示为
9、正值，而凹透镜焦点为虚焦点，所以度数表示为负值。答案：5屈光度m凸透远视10屈光度m凹透近视6眼睛与照相机人眼球中角膜、晶状体组成的“凸透镜”是一个可以改变焦距的“凸透镜”，视网膜相当于一个能够承接像的光屏，物体在视网膜上成的是倒立、缩小的实像。人眼看物体的工作原理与照相机的工作原理相同，但也有本质区别，照相机的镜头(凸透镜）的焦距是不可变的，而人眼的“凸透镜”的焦距是可变的。晶状体本身是弹性体，它周围的肌肉可以根据视物的远近调节它表面的弯曲程度，改变眼睛的焦距，从而使物体的像总成在视网膜上(如图），眼睛是一种精巧的变焦系统。【例6】用照相机拍照时，人到镜头的距离应远远_镜头的焦距(填“大于”
10、或“小于”）。如图所示是眼睛的示意图，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_的实像(填“正立”或“倒立”）。解析：本题考查人眼的构造及成像原理。眼球好像一架照相机，自物体的光经过照相机镜头后会聚在视网膜上，形成一个倒立缩小的实像。答案：大于凸倒立7补偿法矫正近视与远视近视眼是由于晶状体的曲度过大，对光的会聚本领增强，使物的像成在视网膜前方，故应用发散透镜即凹透镜来补偿，使其会聚本领与正常眼睛相同；同理，远视眼配戴凸透镜来增强会聚本领变弱的晶状体，使其会聚本领达到正常。【例7】如图甲是来自远处的光线经某人眼球折光系统的光路。下列关于该人远、
11、近视眼的判断及矫正所需配戴的眼镜镜片的选择正确的是(）。A近视眼；乙 B远视眼；乙C近视眼；丙 D远视眼；丙解析：正常人的眼睛看远处的物体，物体经晶状体所成的像应在视网膜上，而图示中却成在了视网膜前方，故可判断眼睛对光的会聚本领变大，属于近视眼的特点，应配戴发散透镜加以矫正，故答案为C。答案：C8近视眼是如何矫正的？设计实验：(1）取两个焦距不同的凸透镜、蜡烛、白纸板(光屏）和近视眼镜。把蜡烛、焦距较大的凸透镜、光屏如图所示摆好，调节蜡烛和凸透镜的位置，可在光屏上得到一个蜡烛的缩小的实像。这个现象表示正常眼看物体时的情况。(2）将焦距较大的凸透镜换为焦距较小的凸透镜，此时在光屏上观察不到蜡烛清
12、晰的像，用另一张白纸在光屏前移动，可以得到蜡烛清晰的像，这个实验模拟近视眼看不清远处的物体。(3）用一个近视镜片放在凸透镜前，调整近视镜片到凸透镜的距离，观察光屏上像的情况。进行实验：按上述步骤进行实验时，当换用焦距较短的凸透镜时，在白纸板上不再有清晰的烛焰像，而是一个光斑；用另一张白纸板在原来光屏前移动时可看到，清晰的像；在凸透镜前放近视眼镜时，在原来的光屏上又出现了清晰的烛焰像。分析与论证：实验中，凸透镜相当于眼睛中的晶状体，光屏相当于视网膜，基本能模拟眼睛的结构，因此方法比较可靠。归纳总结：因为近视镜是凹透镜，对光有发散作用，使物体发出的光经过凹透镜作用之后再进入眼睛，使原本成在视网膜前
13、的像后退到视网膜上。解【例82】关键是搞清水凸透镜与人眼晶状体曲度的调节类似，水越多，水凸透镜曲度越大，折光能力越强，从而模拟眼睛的调节来将远近不同的物体成像在光屏上。【例81】人眼好像一架照相机，晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜，如图所示，表示的是来自远处的光经过小丽眼球折光系统的光路示意图。下列分析正确的是(）。A小丽是近视眼B小丽是远视眼C应利用凸透镜矫正D应利用凹透镜矫正解析：产生近视眼的原因是晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球在前后方向上太长，因此来自远处某点的光会聚在视网膜前。此题图与近视眼类似，选A，近视眼应用凹透镜来矫正，D对。答案：AD【例82】某校同学在学习了眼睛和眼镜内
14、容后，想通过实验探究近视眼的形成原因。他们选择了如下器材：蜡烛、用薄膜充入水后制成水凸透镜(与注射器相连，注射器里有少量水）、光屏等。水凸透镜的厚薄可以通过注射器注入、吸取水的多少来调节。其装置如图所示。(1）在此实验装置中，_相当于人眼球中的晶状体。_相当于人眼球中的视网膜。(2）请你用此实验装置探究近视眼的成因，要求写出实验过程。解析：人眼的成像过程是外界的景物经人的晶状体即凸透镜成像于视网膜上，在此实验中蜡烛相当于物体，凸透镜相当于晶状体，光屏相当于视网膜；近视眼是由于人的晶状体变凸，会聚光的本领增强，使物体射入人眼的光线会聚于视网膜前方造成的。答案：(1）水凸透镜光屏(2）按如图所示，将蜡烛、水凸透镜、光屏依次放在光具座上，保持大致在同一高度上，调节水凸透镜的位置使蜡烛在光屏上成清晰的像；向水凸透镜中注水，使晶状体变厚，观察光屏上所成蜡烛的像将变得不清晰，将蜡烛向水凸透镜靠近，观察到光屏上会再次出现清晰的像。
