人教版八年级物理上册同步教学 5.4 眼睛和眼镜（导学案）【学生版】

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人教版八年级（上册） 第五章 透镜及其应用 第4节 眼睛和眼镜 （导学案）【学习目标】 1. 了解眼睛的构造，知道眼睛是怎样看见物体的。 2. 通过了解晶状体的调节过程，知道人眼观察远处和近处物体都能看清的原因。 3. 通过分析近视和远视形成的原因，了解眼镜是怎样矫正视力的，体会科学技术与日常生活的联系。 4. 知道用眼常识，并形成爱护眼睛的意识。【学习重点】 1. 眼睛成像原理和调节作用。 2. 近视和远视的成因及矫正。【学习难点】 近视眼、远视眼的成因及矫正方法。【自主预习】阅读教材，完成以下问题：1. 眼球好像一架照相机。晶状体和角膜相当于凸透镜，把来自物体的光会聚在视网膜上，形成物体的倒立、缩小的实像。看远处与近处景物时，眼睛通过睫状体来改变晶状体的凹凸程度，从而改变“凸透镜”的焦距，使远处和近处的物体都能在视网膜上成像，可以看清远处和近处的物体。2. 近视眼只能看清近处的物体，看不清远处的物体，近视眼需利用凹透镜来矫正。3. 远视眼只能看清远处的物体，看不清近处的物体，远视眼需要利用凸透镜来矫正。4. 透镜的焦距f的长短标志着 折光本领 的大小。焦距越短，折光本领越 大 ，把透镜 焦距的倒数 叫透镜焦度。平时说的眼镜的度数等于透镜焦度×100.【合作探究】探究一、眼睛1.眼睛的结构：主要由角膜、晶状体、瞳孔、虹膜、睫状体、玻璃体、视网膜等组成。 2.视物原理人的眼睛是世界上最精密的照相机（填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”），角膜、晶状体的共同作用相当于一个凸透镜，瞳孔相当于光圈，视网膜相当于光屏。①晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜，把来自物体的光会聚在视网膜上，形成物体的倒立、缩小的实像（填像的性质）； ②视网膜上感光细胞受到光的刺激，视神经把这个信号传输给大脑，大脑将倒立图像处理后翻转过来，我们就看到了物体。3. 正常眼睛的调节【议一议】照相机是通过调节像距使远近不同的物体都在底片上成清晰的像。人眼如何使远近不同的物体都在视网膜上成清晰的像？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，焦距较长，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，焦距较短，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。 【归纳】看远处与近处景物时，人的眼睛通过睫状体来改变晶状体的凹凸程度，从而改变“凸透镜”的焦距，使远处和近处的物体都能在视网膜上成像，可以看清远处和近处的物体。人的眼睛就是一架“神奇”的、高度精密的、可调焦的照相机。4．远点、近点和明视距离①远点：眼睛的调节有一定的限度，晶状体变得最扁平（薄）时，能看到的最远点叫做眼睛的远点，正常眼睛的远点在无限远处。从无限远处射来的平行光经晶状体折射后，它们的像恰好能成在视网膜上。②近点：晶状体变得最凸（厚）时能看清的最近点叫做眼睛的近点，正常眼睛的近点约在离眼睛10cm的地方。③明视距离：正常眼睛观察近处物体最清晰而又不容易疲劳的距离，大约是25cm，叫做明视距离。【例题1】眼睛是一部高度精密的光学系统，下列围绕眼睛的讨论，错误的是（ ）A．视网膜相当于光屏 B．物体在视网膜上成的像的像距大于二倍焦距C．晶状体相当于一个凸透镜 D．正常眼睛的明视距离约为25 cm【答案】B.【解析】眼睛中角膜与晶状体的共同作用相当于一个凸透镜，视网膜相当于光屏，物体在视网膜上成倒立、缩小的实像，像的像距小于二倍焦距大于一倍焦距；正常眼睛的明视距离约为25 cm。所以选项ACD都正确，错误的是B。 探究二、近视眼及其矫正【想一想】晶状体不能调节或调节能力减弱时，会出现什么情况？当晶状体不能调节或调节能力减弱时，看清物体的范围会减小，就是日常所讲的近视眼、远视眼。1. 近视眼的特征 近视眼只能看清近处的物体，看不清远处的物体。【思考】近视眼是怎样形成的？下面进行探究。2. 探究近视眼的成因及矫正方法【演示实验】实验器材：光具座、凸透镜、近视眼镜、光屏、蜡烛、眼镜、白纸板。实验过程：①取一个凸透镜，蜡烛、光屏和近视眼镜。把蜡烛、凸透镜和光屏摆好，调节蜡烛和凸透镜位置，使得在光屏上得到一个蜡烛的缩小实像。我们用白纸板模拟眼睛的视网膜，实验表示正常眼看物体时，能在视网膜上生成清晰的像（图甲）。 甲 乙 ②把蜡烛向左移动一定距离,此时蜡烛的实像不再落在光屏上，光屏上蜡烛的像变得模糊，用另一张白纸在光屏前移动，可得到蜡烛清晰的像。这个实验模拟近视眼看不清远处的物体，远处物体的像成在近视眼视网膜的前方（前方/后方）。③用一个近视眼镜镜片放在凸透镜前，模拟近视眼用凹透镜来矫正视力。这时物体发出的光通过凹透镜发散后再进入眼睛，可以看到光屏上又出现了清晰的蜡烛像（图乙）。【实验结论】用凹透镜将光线发散，使远处景物传来的光仍能会聚在视网膜上，从而能看清远处的景物。 3.近视眼的成因 晶状体变厚，折射能力过强，来自远处的物体的光线会聚在视网膜前，致使远处射来的平行光线还未到达视网膜就已聚成一点，而当光线到达视网膜时又都分散开，形成一个模糊的光斑，因此看不清远处的物体。如图甲所示； 甲 近视眼 乙 近视眼的矫正 4.近视眼的矫正方法 【议一议】对近视患者，用什么方法可以使物体在视网膜上成清晰的像？矫正方法：近视眼患者可以佩戴由凹透镜制作的眼镜，让光先发散，使清晰的像略向后移，准确地成在视网膜上，如图乙所示.探究三、远视眼及其矫正1.远视眼的特征 远视眼只能看清远处的物体，看不清近处的物体。【想一想】远视眼是怎样形成的？下面进行探究。2. 探究远视眼的成因及矫正方法【演示实验】实验器材： 光具座、凸透镜、远视眼镜、光屏、蜡烛、眼镜、白纸板.实验过程： ①取一个凸透镜、蜡烛、光屏和远视眼镜.把蜡烛、凸透镜和光屏摆好，调节蜡烛和凸透镜位置，使得在光屏上得到一个蜡烛的缩小实像.我们用白纸板模拟眼睛的视网膜，实验表示正常眼看物体时，能在视网膜上形成清晰的像（图甲）. ②把蜡烛向右移动一定距离，此时蜡烛的实像不再落在光屏上，光屏上蜡烛的像变得模糊，用另一张白纸在光屏后移动，可得到蜡烛清晰的像。这个实验模拟远视眼看不清近处的物体，近处物体的像成在远视眼视网膜的后方（前方/后方）。 甲 乙 ②把蜡烛向右移动一定距离，此时蜡烛的实像不再落在光屏上，光屏上蜡烛的像变得模糊，用另一张白纸在光屏后移动，可得到蜡烛清晰的像。这个实验模拟远视眼看不清近处的物体，近处物体的像成在远视眼视网膜的后方（前方/后方）。③用一个远视眼镜镜片放在凸透镜前,模拟远视眼用凸透镜来矫正视力。这时物体发出的光通过凸透镜会聚后再进入眼睛，可以看到光屏上又出现了清晰的蜡烛像（图乙）.【结论】用凸透镜将光线会聚，使近处景物传来的光仍能会聚在视网膜上，从而能看近处的景物。3．远视眼的成因 晶状体太薄，折光能力太弱；眼球在前后方向上太短。来自近处物体的光线，会聚于视网膜后边，在视网膜上形成两个模糊的光斑，如图甲所示。 4.远视眼的矫正方法【议一议】对远视患者，用什么方法可以使物体在视网膜上成清晰的像？远视眼患者要戴由凸透镜制作的眼镜，让光先当会聚，使清晰的像略向前移，准确地成在视网膜上，如图乙所示. 探究四、眼镜的度数【阅读】“科学世界——眼镜的度数”凸透镜焦距f的长短标志着折光本领的大小。焦距越短，折光本领越大。1. 焦度Φ：把透镜焦距f的倒数叫焦度。Φ=，单位：m-12.眼镜片的度数：等于焦度乘100，100Φ=×100。 焦距越短，眼镜片的度数越大，镜片弯曲程度越大；远视眼镜(凸透镜)的度数是正数，近视眼镜(凹透镜)的度数是负数。【做一做】＋500度和－200度的眼镜片，哪个是远视镜片，它的焦度是多少？焦距是多少？【解析】凸透镜(远视眼)的度数是正数，所以＋500度是远视镜片。它的焦度是500÷100＝5m－1，焦距是1/(5m－1)＝0.2m。3.判断近视眼镜与远视眼镜的方法 【议一议】怎样判断近视眼镜与远视眼镜？讨论回答。①对光的作用：会聚的是远视镜（凸透镜），发散的是近视镜（凹透镜）；②靠近物体，物体被放大的是远视镜（凸透镜），物体被缩小的是近视镜（凹透镜）。4.用眼卫生 【想一想】根据眼睛的构造和成像原理，和同学讨论：为了保护我们的视力，应该注意哪些用眼卫生，为什么?①看书时保持书本到眼镜的距离为25cm左右，此时正常眼睛观察物体最清晰又不容易疲劳；②在光线适度处读书学习，不要再昏暗的房间或者强烈的阳光下学习；③看电视要离电视2m以上；④看电视、用电脑等时间不要太长；⑤认真做眼保健操。【例题3】 戴近视镜的小强发现其眼镜与爷爷的老花镜外观相同，为了区分它们，他把其中一副眼镜靠近物理课本，发现课本上的文字变大了，则说明这副眼镜是_____（选填“近视镜”或“老花镜”）。若该眼镜的度数是200度，则该透镜的焦距为____m。【答案】老花镜，0.5.【解析】①其中一副眼镜靠近物理课本，课本上的文字变大了，说明这副眼镜是老花镜，老花镜是凸透镜。（注意：近视镜片是凹透镜，物体通过凹透镜成的是正立、缩小的虚像）。②眼镜的度数是200度，透镜焦度 凸透镜的焦距为 【精讲点拨】1．眼睛的学习应紧紧围绕凸透镜的成像特点来开展，并把它与照相机做比较。2. 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。3．眼睛靠改变晶状体的焦距来获得清晰的像，照相机靠改变像距来获得清晰的像。4．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视网膜后。【归纳整理】 【课堂练习】 1.人的眼睛相当于一架______。物体在视网膜上成的是______，_____的实像（填像的性质）。 【答案】照相机，倒立、缩小。 2. 近视眼看不清远处的物体，因为远处的物体的像落在视网膜的______ (前方/后方)，如下图_______所示，可以通过配戴_____透镜进行矫正。下列两示意图中属于远视眼的是________。 【答案】前方，甲，凹，乙。3 . 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（　　） 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【答案】C.【解析】来自远处物体的光经过眼睛晶状体后在视网膜上形成的是倒立、缩小的实像。所以选C。4 . 如图所示，关于近视眼和远视眼，下列说法正确的是（ 　）A. 乙为远视眼，应佩戴凸透镜矫正B. 乙为近视眼，应佩戴凹透镜矫正C. 甲为远视眼，应佩戴凹透镜矫正D. 甲为近视眼，应佩戴凸透镜矫正 【答案】A.【解析】甲晶状体比较厚，折光能力强，像成在视网膜的前方，为近视眼，应佩戴凹透镜矫正；乙晶状体比较薄，折光能力弱，像成在视网膜的后方，为远视眼，应佩戴凸透镜矫正。所以选A。5. 来自于物体的光经过晶状体等会聚在视网膜上，从而形成物体的像。下列说法错误的是（ ）A．晶状体相当于凸透镜B．视网膜相当于光屏C．晶状体的弯曲程度不能改变D．远近不同的物体都能在视网膜上成像【答案】C.【解析】人的眼睛相对于一架照相机，来自于物体的光经过晶状体等会聚在视网膜上，从而形成物体的像。晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏，靠改变晶状体的弯曲程度可以使远近不同的物体都能在视网膜上成像。所以C错误。6．随着科学技术的进步，激光治疗近视眼的技术已非常成熟，通过手术使许多人摘掉近视眼镜，这种手术的原理是（ ） A．使晶状体和角膜构成的透镜对光的偏折能力变强 B．使晶状体和角膜构成的透镜对光的偏折能力变弱 C．使晶状体和角膜构成的透镜的透明度加强 D．使晶状体和角膜构成的透镜的透明度减弱 【答案】B.【解析】近视眼是晶状体对光的偏折能力太强，使像成在了视网膜的前面。激光治疗近视眼的原理是：使晶状体和角膜构成的透镜对光的偏折能力变弱，从而使像成在视网膜上。选项B正确。7. 现代生活，智能手机给人们带来了许多便利，但长时间盯着手机屏幕，容易导致视力下降。图中关于近视眼及其矫正的原理图正确的是（ ） A. 甲和丙 B. 甲和丁 C. 乙和丙 D. 乙和丁【答案】D。【解析】近视眼是晶状体对光的会聚能力太强，使像成在视网膜的前面；其矫正的原理是带对光有发散能力的凹透镜。所以D图正确。8．小明只能看清近处的物体，而看不清远处的物体，来自远处某点的光会聚在他的视网膜前。那么（　　）A．他可能患上近视眼，需用凸透镜矫正 B．他可能患上近视眼，需用凹透镜矫正C．他可能患上远视眼，需用凸透镜矫正 D．他可能患上远视眼，需用凹透镜矫正【答案】B。【解析】小明只能看清近处的物体，而看不清远处的物体，来自远处的光会聚在他的视网膜前，说明小明的晶状体折光能力太强，因此他是近视眼，需要用发散透镜（凹透镜）矫正。故选B。9．如图，给凸透镜戴上近视眼镜，此时光屏上能成一清晰的像，若取下近视眼镜，为使光屏上的像清晰，在保持烛焰和透镜位置不变的条件下应将光屏（　　） A. 靠近透镜 B. 远离透镜 C. 靠近透镜或远离透镜都可以 D. 保持在原来位置不动 【答案】A。【解析】近视眼镜是凹透镜，对光有发散作用。取下近视眼镜，则透过凸透镜的光线的会聚能力变强，所成的实像靠近凸透镜，所以在保持烛焰和透镜位置不变的条件下应将光屏靠近凸透镜。选项A正确。10．老花镜的镜片是______镜，它的度数等于它的焦距(用m做单位)的倒数乘以100。小明拿爷爷的老花镜正对太阳光，纸在老花镜下面来回移动，直到纸上得到一个最小的光斑。此光斑距老花镜25 cm，则老花镜镜片的度数是_____度。【答案】凸透，400。【解析】老花镜是远视眼佩戴的眼镜，镜片是凸透镜。老花镜正对太阳光时，纸上得到一个最小的光斑就是焦点，所以焦距 f=25 cm=0.25m眼镜度数D=100Φ=1/f×100=400度。11. 如图，在烛焰和凸透镜之间放一眼镜的镜片，发现光屏上的像由清晰变模糊了，将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离后，光屏上再次呈现清晰的像，则该眼镜的镜片是_______（选填“凸透镜”或“凹透镜”），可用于矫正______（选填“近视眼”或“远视眼”）。【答案】凸透镜，远视眼。【解析】在烛焰和凸透镜间放一镜片，光屏上的像变模糊，将光屏向靠近凸透镜的方向移动后，光屏上再次呈现清晰的像时，像是变小的，说明光线会聚，则该眼镜的镜片是凸透镜，可用于远视眼的矫正。 12. 如图所示，在光具座上依次放置点燃的蜡烛、装水的透明塑料袋、光屏。装水的透明塑料袋是一个水透镜，塑料袋与装有少量水的注射器相连，可通过注射器向塑料袋中加水或吸水来改变水透镜的厚度。 ①用注射器向袋中加水时，透镜变厚，折光能力变____(填“强”或“弱”)；②如图所示，若光屏上刚好得到了清晰的像，当用注射器吸走袋中的一些水时，光屏上的像就变模糊了，为了使光屏上的像再变清晰，应向______(填“左”或“右”)移动光屏。如不移动光屏使光屏上得到清晰的像，可在烛焰与注水塑料袋间加一个______透镜，这相当于_____视眼的成因及矫正。【答案】①强；②右，凸，远。【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？眼睛正常眼近视眼远视眼特征一定范围内的远近物体都能看清能看清近处物体，看不清远处物体能看清远处物体，看不清近处物体成因通过睫状体来改变晶状体的形状：看远处物体时，晶状体变薄，折光能力变弱；看近处物体时，晶状体变厚，折光能力变强。晶状体太厚，折光能力太强，或眼球在前后方向上太长，成像于视网膜前。晶状体太薄，折光能力太弱，或眼球在前后方向上太短，成像于视网膜后。示意图 成像位置视网膜上视网膜前视网膜后矫正方法 不戴凸、凹透镜 配戴对光线有发散作用的凹透镜制成的近视眼镜配戴对光线有会聚作用的凸透镜制成的远视眼镜