沪科版初中物理 八年级 第4章 多彩的光4.6神奇的眼睛 教案

第6节　神奇的眼睛
第1课时　眼睛与眼镜
教学目标：
1.了解眼睛的结构,知道眼睛是怎样看清楚物体的.
2.知道近视眼的特点及其矫正.
3.知道远视眼的特点及其矫正.
教学重点：
了解眼睛的结构,知道眼睛是怎样看清楚物体的.
教学难点：
知道远视眼的特点及其矫正.
教学过程：
【新课引入】
谷歌公司推出了一款“谷歌眼镜”,它是一个戴在眼睛上的微型电脑,使用时要盯着眼前12
mm处的镜片屏幕,上网阅读、观看视频等.它的推出让人惊叹科技的进步,但也带来诸如电磁辐射等负面影响,长期使用还会导致近视,需要配戴眼镜来矫正.你知道近视眼是怎样形成的吗?如何来矫正?
一、眼睛的结构及调节
【自主预习】
阅读课本第75、76页内容,完成下列填空:
1.眼睛晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏.
2.眼睛通过睫状体来改变晶状体的形状.看远处物体时,睫状体放松,晶状体变薄(填“厚”或“薄”),折光能力变弱(填“强”或“弱”),远处物体射来的光线刚好会聚于视网膜上;看近处物体时,睫状体收缩,晶状体变厚(填“厚”或“薄”),折光能力变强(填“强”或“弱”),近处物体射来的光线刚好会聚于视网膜上.
【小组讨论】
1.用凸透镜使距离不同的物体成像,必须改变光屏与凸透镜之间的距离,否则像不能清晰地成在光屏上.
2.我们的眼睛在看远近不同的物体时,像都成在视网膜上,即像与透镜之间的距离是不变(填“改变”或“不变”)的.
3.取两个焦距不同但相差不多的凸透镜(如5
cm和7
cm),分别将光屏和凸透镜固定(距离相等,大于1倍焦距而又小于2倍焦距,如8
cm),移动蜡烛,分别在两个光屏上成清晰倒立的像为止.说明:当物体到凸透镜的距离改变时,若要保证像到凸透镜的距离相同,改变焦距也可以达到目的.
【教师点拨】
1.外界的物体在人的视网膜上所成的是倒立的像,而人看到的却是正立的像,是由于人脑中的视觉神经的自动调整作用所致.
2.利用凸透镜成像模拟眼睛成像从而来理解眼睛成像及调节特点的方法,在物理上运用得非常广泛,称为模型法.
3.在第5节凸透镜成像规律的学习中,我们学习的知识是:在凸透镜的焦距一定时,调节物距,得到对应的像距.现在根据眼睛的调节模式,我们还可以得出凸透镜成像规律的另一个方面的结论:在凸透镜像距一定时,调节焦距,也可以使不同物距的物体在光屏上成清晰的像.
4.眼睛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,近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.看远处与近处景物通过晶状体形状的调节,使景物的像始终落在视网膜上就看清楚了.通过晶状体的调节,眼睛可以使不同远近的物体在视网膜上成清晰的像.眼睛调节的两个极限点叫远点和近点.正常眼睛的远点在无限远,近点大约在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为25
cm,叫做明视距离.
【跟踪训练】
1.如图所示是我们看远处物体的示意图,来自远处物体的光经过眼睛晶状体后在视网膜上形成
(　C　)
A.正立、缩小的实像
B.正立、缩小的虚像
C.倒立、缩小的实像
D.倒立、缩小的虚像
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
(　B　)
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.以上说法均不正确
3.人眼是世界上最精密的照相机(填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”),晶状体相当于一个凸透镜,视网膜相当于胶卷.只有成像在视网膜上才会看清物体.
二、近视眼的特点及其矫正
【自主预习】
1.近视眼只能看清近处物体,看不清远处物体.
2.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(填“前”或“后”).
3.近视眼应配戴凹透镜(填“凸透镜”或“凹透镜”)制成的镜片.
【小组讨论】
1.模拟近视眼的成因:
(1)如图所示,将蜡烛、水凸透镜和光屏依次放在光具座上,保持大致在同一高度上.
(2)调节水凸透镜的位置使蜡烛在光屏上成清晰的像.根据眼睛的构造,水透镜相当于人眼球中的晶状体,光屏相当于人眼球中的视网膜.
(3)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,将光屏向水凸透镜靠近,观察到光屏上会再次出现清晰的像,此时光屏的位置就是近视眼看远处物体时所成像的位置.
2.实验分析:近视眼看远处的物体时,像成在视网膜的前方.形成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,来自远处的光会聚在视网膜前方.
3.近视眼的矫正:利用凹透镜能使光线发散的特点,在眼睛前放置一个凹透镜,使近视眼成的像相对于晶状体向后移动,从而使清晰的像落在视网膜上.如图甲、乙所示是近视眼矫正前和矫正后成像图.
【教师点拨】
1.近视眼晶状体折光能力过强,成像于视网膜前,利用凹透镜对光的发散作用,在眼睛的前方戴一个凹透镜使远处的物体正好成像在视网膜上.如果戴的眼镜对光的发散作用没有使像刚好成在视网膜上,就不能达到矫正视力的效果.因此,近视患者要配戴度数合适的近视眼镜,不是随便找个凹透镜就可以矫正近视眼的视力.
2.现在还有一种矫正近视眼视力的方法,就是将角膜中间凸出的部分削薄一点,减小角膜的曲度,从而减小角膜的折光能力,达到矫正视力的目的.
【跟踪训练】
1.把一副矫正视力的眼镜放在太阳光下,在地面上看到如图所示的情形,关于该眼镜镜片的类型和可以矫正的视力缺陷,下列说法正确的是
(　B　)
A.凹透镜,可以矫正远视眼
B.凹透镜,可以矫正近视眼
C.凸透镜,可以矫正远视眼
D.凸透镜,可以矫正近视眼
2.如图所示,将凸透镜看作是眼睛的晶状体,光屏看作是眼睛的视网膜,烛焰看作是眼睛观察的物体.拿一个近视眼镜给“眼睛”戴上,光屏上出现烛焰清晰的像,而拿走近视眼镜后烛焰的像变得模糊.那么在拿走近视眼镜后,下列操作能使光屏上重新得到清晰像的是
(　C　)
A.将光屏适当远离凸透镜
B.将蜡烛适当远离凸透镜
C.将光屏适当移近凸透镜或将蜡烛适当移近凸透镜
D.同时将光屏和蜡烛适当远离凸透镜
三、远视眼的特点及其矫正
【自主预习】
1.远视眼只能看清远处物体,看不清近处物体.
2.产生远视眼的原因是晶状体太薄,折光能力太弱,或者眼球在前后方向上太短,因此来自近处某点的光会聚在视网膜后(填“前”或“后”).
3.远视眼应配戴凸透镜(填“凸透镜”或“凹透镜”)制成的镜片.
【小组讨论】
1.模拟远视眼的成因:
(1)如图所示,将蜡烛、水凸透镜和光屏依次放在光具座上,保持大致在同一高度上.
(2)调节水凸透镜的位置使蜡烛在光屏上成清晰的像.根据眼睛的构造,水透镜相当于人眼球中的晶状体,光屏相当于人眼球中的视网膜.
(3)从水凸透镜中抽水,使晶状体变薄,观察光屏上所成蜡烛的像将变得不清晰,将光屏远离水凸透镜,观察到光屏上会再次出现清晰的像,此时光屏的位置就是远视眼看远处物体时所成像的位置.
　　2.实验分析:远视眼看远处的物体时,像成在视网膜的后方.形成远视眼的原因是晶状体太薄,折光能力太弱,或者眼球在前后方向上太短,来自近处的光会聚在视网膜后方.
3.远视眼的矫正:利用凸透镜能使光线会聚的特点,在眼睛前放置一个凸透镜,使远视眼成的像相对于晶状体向前移动,从而使清晰的像落在视网膜上.如图甲、乙所示是近视眼矫正前和矫正后成像图.
【教师点拨】
1.判断眼睛是近视眼还是远视眼,关键看光的会聚点是在视网膜前还是在视网膜后.
2.将近视眼与远视眼对比起来学习,可以大大提高学习效率,且对近视眼、远视眼的特征理解更透彻、记忆得更牢固.因此对比法是学习同类型知识的一种重要方法.
【跟踪训练】
1.如图所示,a、b是同一人的两幅照片,b图中他拿的眼镜(　B　)
A.属于凸透镜,可用于矫正近视眼
B.属于凸透镜,可用于矫正远视眼
C.属于凹透镜,可用于矫正远视眼
D.属于凹透镜,可用于矫正近视眼
2.远视的原因主要是眼球前后径过　　　　,或者晶状体曲度过　　　　,使来自近处物体的光聚焦在视网膜的后面,要矫正远视,可配戴相应的　　　　(　A　)?
A.短,小,凸透镜　　　　B.短,大,凹透镜
C.短,小,凹透镜
D.长,小,凸透镜
第2课时　透镜的应用
教学目标：
1.了解凸透镜成像的应用:放大镜、照相机等.
2.知道望远镜和显微镜的成像原理.
3.通过对光学仪器的介绍,增加学生学习物理的兴趣.
教学重点：
知道望远镜和显微镜的成像原理.
教学难点：
通过对光学仪器的介绍,增加学生学习物理的兴趣.
教学过程：
一、放大镜　照相机
【自主预习】
阅读课本第78页内容,完成下列填空:
1.放大镜就是一个凸透镜.
2.物体经过放大镜形成的像是放大、正立的虚像.
3.照相机的前面都有一个镜头,镜头相当于一个凸透镜,来自物体的光经过照相机镜头后会聚在胶卷上,形成被照物体的像.
4.物体经过照相机形成的像是缩小、倒立的实像.
【小组讨论】
1.请各小组同学用放大镜观察课本上的字,思考并完成下列问题:将凸透镜逐渐远离书上的字,你会发现,当透过凸透镜看到书上的字正立时,凸透镜越远,字的像越大(填“大”或“小”);再继续移动凸透镜,你不能(填“能”或“不能”)看到字放大、正立的像.
2.如图所示为某同学制作的模型照相机,思考并完成下列问题:
①通过模型照相机观察明亮窗外的景物,你会发现,半透明纸上的像是倒立(填“倒立”或“正立”)、缩小(填“放大”或“缩小”)的实(填“实”或“虚”)像.
②在观察景物时,是半透明纸朝向景物,还是凸透镜朝向景物?凸透镜
③在观察景物时,为了得到最清晰的像,需要调节半透明纸到凸透镜的距离大小吗?需要
2.照相机的镜头相当于凸透镜,它主要是用来成像的.胶卷主要是为了承接像的,相当于光屏.照相机胶片上的像比物体要小,所以照相机是利用凸透镜能成倒立缩小实像的原理制成的.
3.找一架照相机,把镜头盖取下,观察镜头部分,它是凸透镜;打开照相机后盖,调节快门,按下快门,并在照相机背面用一张白纸当作后盖,让镜头对着明亮的景物,你会在白纸上看到景物倒立的像.
【教师点拨】
1.放大镜工作时,物体和像在凸透镜的同侧,眼睛应在物体的另一侧观察.
2.在一倍焦距以内,物体距离凸透镜越远,成的虚像越大.
3.照相机工作时,物体和像在凸透镜的两侧,其中物体离凸透镜远些,像离凸透镜近些.
4.在对物体进行照相时,如果物体到照相机的距离增大,胶卷到镜头的距离要减小,这样才能在光屏上呈清晰的像;同理,如果物体到照相机的距离减小,胶卷到镜头的距离要增大.
5.目前市面上有很多照相机都是根据外界环境的光线强弱以及距离被拍摄物体的远近,来自动调节进入镜头的光线以及镜头到胶卷的距离的,所以称其为“傻瓜”照相机.
6.胶片相机的胶片上涂着一层对光敏感的物质,这种物质在受到光的照射后发生化学变化,物体的像就被记录在胶片上.现代生活中常使用数码照相机,数码照相机用图像传感器替代胶片,是将光信号转化为电信号,最后再转化为数字信号存储在电脑中的.
【跟踪训练】
1.夏天的早晨,树叶上常常会有一些露珠.透过这些露珠看到的叶脉会更清楚,这是由于露珠相当于一个“凸透镜”,使叶脉放大了.这种情形下,叶脉应该位于“凸透镜”的
(　A　)
A.焦距以内
B.焦距和二倍焦距之间
C.二倍焦距处
D.二倍焦距以外
2.用手机摄像头扫描二维码可快速登录网页,访问网络数据.当手机扫描二维码时
(　B　)
A.摄像头相当于凹透镜
B.必须保证二维码位于摄像头的二倍焦距以外
C.二维码是光源
D.二维码中黑色部分反射光,白色部分吸收光
二、显微镜　望远镜
【自主预习】
阅读课本第78、79页内容,完成下列填空:
1.显微镜镜筒的两端各有一组透镜(作用相当于凸透镜),靠近眼睛的凸透镜叫做目镜,靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜.
2.望远镜的基本元件是透镜和三棱镜组成.
【小组讨论】
1.显微镜的结构:显微镜是由一个透镜或几个透镜的组合构成的一种光学仪器,靠近眼睛的凸透镜叫目镜.靠近被观察物体的凸透镜叫物镜.
2.显微镜的原理
物镜的作用相当于投影仪,成倒立放大的实像.目镜的作用相当于放大镜,成正立放大的虚像.用凹面镜作为反光镜,起聚光作用.
3.作用:看清楚微小的物体.
4.望远镜的组成
物镜:靠近被观测物体的凸透镜.物镜的作用相当于照相机,成缩小的实像.
目镜:靠近眼睛的凸透镜.目镜的作用相当于放大镜,成放大的虚像.
5.望远镜的物镜的直径很大,能够会聚更多的光,使所成的像更明亮.
6.物镜的焦距比较长,目镜的焦距比较短,两个镜的焦点是重合的.
7.望远镜的类型
望远镜有伽利略望远镜、开普勒望远镜、牛顿式反射望远镜、哈勃太空望远镜,还有普通望远镜、军事望远镜、红外线望远镜等.
8.视角:物体离物镜很远,它的像却离物镜很近,根据凸透镜成像规律可知,这样所成的像是缩小的!为什么使用望远镜观察物体时会感到物体放大了?这说明:我们能看清一个物体,它对我们的眼睛所成“视角”的大小十分重要,物体对眼睛所成视角的大小和物体本身大小有关,还和物体到眼睛的距离有关.
【教师点拨】
1.人眼只能看清大小0.1~0.2毫米的细节,显微镜大大提高了人的观察能力,好的显微镜可以放大2000倍,能够看清0.2微米的结构.但要观察更小的结构,光学显微镜就无能为力了,20世纪30年代出现了电子显微镜,放大倍数可达80万倍.而隧道扫描显微镜更进一步能看到单个原子.
2.望远镜的物镜所成的像虽然比原来的物体小,但它离我们的眼睛很近,再加上目镜的放大作用.视角就可以变得很大.
【跟踪训练】
1.显微镜的结构如图所示,则下列说法正确的是
(　D　)
A.物镜相当于凸透镜,目镜相当于凹透镜
B.物镜和目镜都相当于凸透镜,但只有目镜起放大作用
C.物镜和目镜都相当于凸透镜,但只有物镜起放大作用
D.反光镜的作用是将光反射到载物台上
2.一场新冠肺炎疾病影响了全世界,而其中的罪魁祸首就是新型冠状病毒,某医疗机构利用显微镜观察新型冠状病毒,而我们已经学习了一些关于电子显微镜的知识,电子显微镜的目镜和物镜所成的像,下列有关说法正确的是
(　A　)
A.目镜成正立放大的虚像,物镜成倒立放大的实像
B.目镜成倒立放大的实像,物镜成正立放大的虚像
C.目镜成正立放大的虚像,物镜成倒立缩小的实像
D.目镜成正立放大的虚像,物镜成正立放大的实像
3.关于望远镜(如图所示)的物镜和目镜的作用,下列说法正确的是
(　C　)
A.望远镜目镜的作用相当于投影仪镜头
B.望远镜目镜的作用相当于照相机镜头
C.望远镜物镜的作用相当于照相机镜头
D.望远镜物镜的作用相当于放大镜