一、眼睛
结合眼睛的模型和挂图,观察眼睛的结构。
逐一介绍眼球的结构,并与照相机对比,明确晶状体和角膜相当于一个凸透镜,视网膜相当于光屏,当物体的像成在视网膜上时,我们就看见物体了(提示学生,我们晶状体的焦距很短,只有1~2cm,因此我们平时看到的物体都在两倍焦距以外;同时让学生观察玻璃体、晶状体、视网膜的位置,为学生实验做好铺垫)。然后思考解决以下问题:
1.眼睛睫状体起什么作用?(眼睛的睫状体的作用是调节晶状体的形状,当睫状体放松时,晶状体比较薄,远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上,眼球可以看清远处的物体;当睫状体收缩时,晶状体变厚,对光的偏折能力变大,远处物体射来的光会聚在视网膜上,眼睛就可以看清近处的物体。)
2.眼睛中瞳孔起什么作用?(眼睛瞳孔的作用能改变大小以控制进入眼睛的光线量,若在一个阳光普照的室外环境下,由于我们的眼睛不用太多光线来观看物体。瞳孔会自动收缩;相反,在漆黑的环境下,由于我们需要更多的光线来看物体,瞳孔便会自动扩张,瞳孔好像照相机的光圈。)
3.视网膜起什么作用?(眼睛中视网膜的作用是把物体成的像的光能转变为神经冲动,再经过通往大脑的神经把神经冲动传入中枢神经系统,到达大脑皮层的视觉中枢,产生视觉,视网膜好像照相机的底片。)
4.既然晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,那么物体能成什么样的像?(光线由物体射入眼球,经过角膜和晶状体的折射,然后到达视网膜形成倒立缩小的像,但我们看见的物体都是直立的物像,是因为受生活经验的影响。)
师生总结:我们的眼睛就是这样,光线由我们所观看的物体发出,经过瞳孔(好像照相机的光圈)再由角膜及晶状体(功能好像照相机的镜头),再会聚在视网膜上(好像照相机的底片)。
◆实验:利用充水的透明橡皮膜模拟晶状体的变形与调焦。
实验器材:透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹、水、蜡烛、光屏等。
实验步骤:
1.将透明橡皮膜、注射器、水、乳胶管、止水夹按图1装配,利用注射器可以改变透明橡皮膜内水的多少,从而改变橡皮膜的厚薄程度,改变焦距。
2. 透明橡皮膜和水构成凸透镜,其共同作用相当于眼球中的晶状体,光屏相当于视网膜,先让蜡烛在距离凸透镜较近处,通过凸透镜在光屏上成清晰的像。这相当于眼睛观察较近处的物体,记下此时透明橡皮膜内水的多少和橡皮膜的厚薄程度。
3.保持凸透镜和光屏的位置不变,把蜡烛移至距离凸透镜较远的位置,要使光屏上的像变清晰,透明橡皮膜内的水应该多些还是少些?橡皮膜是厚些还是薄些?
图1
实验结论:人看远处物体时,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;看近处物体时,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。
教师介绍:眼睛的调节还是有一定限度的。当物距改变时,眼睛是靠改变晶状体表面的弯曲程度改变焦距。这种作用叫做眼睛的调节。当晶状体表面弯曲程度最小,眼睛的焦距最大时,人眼能看到的最远点,称为眼睛的远点。当晶状体表面弯曲程度最大,眼睛的焦距最小时,人眼能看到的最近点,称为眼睛的近点。正常眼的远点在无限远,近点在大约10 cm处。正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离,大约是25 cm,叫做明视距离。预防近视眼的措施之一,就是读写时眼睛与书本的距离应保持在25 cm左右。
眼球好像照相机,总结如下:
| | |
| | |
| |
| |
| | |
| 像距不变。当物距变小(或变大)时,增大(或减小)晶状体的曲率以减小(或增大)焦距,使物体在视网膜上成清晰的像 | 焦距不变。当物距增大(或减小)时,减小(或增大)镜头与底片间的距离(即像距),使物体在底片上成清晰的像 |