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3.7眼睛与光学仪器
眼睛是怎样看见物体的
人眼看见物体,是因为接收到发光物体发出的光或物体反射的光。
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人眼的成像图
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眼球结构图
凸透镜
光屏
眼睛中的晶状体相当于凸透镜,眼球后部的视网膜相当于光屏。物体经晶状体成像于视网膜上,再通过视神经把信息传入大脑,从而产生视觉。
眼睛成像原理
眼睛成像原理
晶状体
成倒立、缩小的实像
视网膜
(凸透镜)
(光屏)
眼睛成像原理
依靠人眼睛调节,所能看清的最远和最近的两个极限点,叫做远点和近点
远点:无限远处
近点:离眼睛约10cm处
眼睛
明视距离(25cm)
最清楚而又不疲劳的距离
人的眼睛是靠调节晶状体的弯曲程度,相当于改变凸透镜的焦距,从而获得清晰的像。
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活动1:研究近视眼镜和远视眼镜
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如果远处景物经过晶状体后所成的像不能落到视网膜上,而位于视网膜前,这就是近视眼;远视眼看物体时,经过晶状体后所成的像落在视网膜后面。近视眼和远视眼都可通过戴合适的眼镜来矫正视力。
眼球晶状体太薄折光能力太弱
眼球晶状体太厚折光能力太强
成像
成像
(1)观察比较这两种眼镜有什么不同。
(2)参照图3-7-3、图3-7-4分析并讨论:为什么近视眼镜的镜片是凹透镜,而远视眼镜的镜片是凸透镜?
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成像在前
成像在后
图3-7-3近视眼及其矫正
图3-7-4远视眼及其矫正
活动1:研究近视眼镜和远视眼镜
使光发散落在视网膜上
使光会聚落在视网膜上
凹透镜
凸透镜
近视眼
近视眼只能看清近处的物体,看不清远处的物体
近视眼的矫正
远视眼矫正
远视眼只能看清远处的物体,看不清近处的物体
眼球在前后方向上太短
跨学科实践:用“水透镜”探究近视眼的形成原因
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眼镜的度数
在配眼镜时,常用“度数”来反映眼镜的性能。眼镜的度数等于镜片焦距(单位:m)的倒数乘以100得到的数值。例如,某一老花眼镜镜片(凸透镜)的焦距f是0.5m,眼镜的度数就是 x100=2x100=200(度)。
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影像的保存
照相机[图3-7-7(a)]是利用凸透镜能成倒立、缩小的实像的原理制成的,它主要由镜头、光圈、快门和暗盒等部件组成。照相机的镜头相当于一个凸透镜,暗盒中的感光胶片(或感光元件)相当于光屏。选定被拍摄的景物后,调节镜头到胶片(或感光元件)的距离,由于被摄景物一般是在镜头的2倍焦距以外,因此胶片(或感光元件)上会出现倒立、缩小的实像,从而使胶片(或感光元件)感光,影像便记录在胶片(或感光元件)上[图3-7-7(b)]。
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照相机
实物图
凸透镜
光屏
物体
照相机[图3-7-7(a)]是利用凸透镜能成倒立、缩小的实像的原理制成的,它主要由镜头、光圈、快门和暗盒等部件组成。照相机的镜头相当于一个凸透镜,暗盒中的感光胶片(或感光元件)相当于光屏。选定被拍摄的景物后,调节镜头到胶片(或感光元件)的距离,由于被摄景物一般是在镜头的2倍焦距以外,因此胶片(或感光元件)上会出现倒立、缩小的实像,从而使胶片(或感光元件)感光,影像便记录在胶片(或感光元件)上[图3-7-7(b)]。
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光路图
2F
2F
眼睛的好帮手
显微镜(图3-7-8)主要由物镜和目镜两组凸透镜组成。通过物镜和目镜可形成物体的放大的虚像,我们就能观察到肉眼无法看到的微小物体或物体的精细结构(图3-7-9)。
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光学显微镜的发明,使人们观察到了微生物,发现了细胞,引发了医学和生物学的划时代革命。
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认识望远镜
普通望远镜(图3-7-10)和天文望远镜(图3-7-11)主要也是由物镜和目镜两组凸透镜组成的。通过目镜观察到物体的虚像,好像物体被移近了,我们就能看清远处的物体,拓宽了观察的视野。
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普通望远镜
天文望远镜
中国天眼
FAST天文射电望远镜
小结