资源描述
3.7 眼睛与光学仪器
教学目标:
【知识与技能】
（1）了解眼睛的构造和眼睛成像的基本原理。
（2）了解近视眼、远视眼的成因及矫正方法。
（3）进一步了解凸透镜的应用，如：照相机、显微镜、望远镜。
【过程与方法】
（1）通过模型，了解眼睛的结构，知道眼睛的成像原理。
（2）组织学生通过阅读讨论对近视眼和远视眼的成因有所了解。
（3）用显微镜观察微小物体和用望远镜观察较远的物体，了解两者的功用。
【情感、态度与价值观】
（1）有自觉保护视力的意识，注意用眼卫生。
（2）能利用所学的透镜知识实际制作一些光学仪器，如小照相机、望远镜等、加深对知识的理解和应用。
教学重点难点:
【重点】近视眼、远视眼的形成原因及矫正方法；
【难点】显微镜和望远镜的原理，显微镜和望远镜的使用。
课时安排:2课时
第 一 课 时
教学过程：
（一） 创设情境 导入新课
师：为什么有的同学眼睛近视须戴一个近视镜，而老年人眼花了后必须戴一个老花镜呢？大家平时都用过照相机，那么照相机的结构和成像原理是什么呢？本节课我们将研究眼睛的结构及视力的矫正，同学们想知道有关眼睛的哪些们题？
教师在肯定提问的同时，有选择地摘录学生提出的问题，确定本节课研究的主题并说明其他的问题将在以后的学习中去探索，也可以课后自己先行去研究。
（二）合作交流 解读探究
1．眼睛是怎样看见物体的
【想一想】眼睛的结构有哪些？
【议一议】眼睛是怎样看见物体的？
【点拨】师：从物体发出的光线经晶状体等之后在视网膜上形成倒立、缩小的实像。分布在视网膜上的视神经细胞经光的刺激，把这个信号传输给大脑，人就可以看到这个物体了。当晶状体变得扁平时，眼睛能看到最远点，正常眼的远点在无穷远，当晶状体变得最凸起时，眼睛能看清最近点，距眼25cm处的物体在视网膜上所成的像最清楚。
【小结】来自物体的光→角膜→水样液→瞳孔→晶状体→玻璃体→视网膜→视神经
晶状体──凸透镜
视网膜──光屏
眼睛成像：U＞2f倒立缩小实像
【想一想】近视眼是怎样形成的？
【议一议】如何矫正视力？
【点拨】师：近视：屈光度过强，眼轴偏长，清晰的图像成在视网膜前，如图3—7—1（a）。矫正方法；佩戴凹透镜让光先适当发散，使图像后移，准确地成在视网膜上，如图（b）。
【想一想】远视眼是怎样形成的？
【议一议】如何矫正视力？
【点拨】师：远视：屈光本领过弱，眼轴偏短，像成在视网膜后，如图3—7—2（a）。矫正方法：戴凸透镜，让光先适当会聚，使像前移，如图（b）。
2．影像的保存
【看一看】照相机的主要结构有哪些？
【点拨】它主要由镜头、光圈、快门和暗盒等组成。
【讨论】物体经照相机拍摄后，所成的像的性质是怎样的？
【点拨】师：照相机的镜头是一个凸透镜，来自物体的光经镜头后在胶片上形成一个倒立、缩小的实像。
【小结归纳】照相机的原理：当物距大于2倍焦距时，物体经凸透镜成倒立、缩小的实像。
【应用】让学生列举常见的照相机。
【点拨】师：傻瓜照相机运用光电子技术，解决了人工调节照相机的距离、光圈、快门等问题；数码照相机除了有普通照相机的结构外，还有固态摄像器、快速存储器和彩色液晶显示器等部件。
3．眼睛的好帮手
【想一想】显微镜的目镜和物镜的焦距有什么要求？
【议一议】显微镜的原理是什么？
【点拨】师：显微镜主要由物镜和目镜组成，其次有反光镜、载物片。物镜和目镜是两个焦距不同的凸透镜（物镜焦距小），物镜成倒立、放大的实像，目镜成正立、放大的虚像。反光镜有两个反射面：一个是平面镜，在光线较强时用，一个是凹面镜，在光线较暗时用，它们都是为了反射一部分光透过载物片增大物体的亮度。显微镜的原理：先通过物镜使物体成一放大的实像，然后再用目镜把这个像再一次放大。
【点拨】师：望远镜主要也是由物镜和目镜两组透镜组成，但物镜的焦距大于目镜的焦距，通过目镜观察到物体的虚像，好像物体被移近了，从而使我们看清楚远处的物体。
【注意】有的望远镜的两组透镜都是由凸透镜组成，也有的是由凸透镜和凹透镜组成，还有的是由凹面镜和凸透镜组成（反射式望远镜）。
小结并布置作业.
第 二 课 时
（三）应用迁移 巩固提高
类型之一 眼睛及视力的矫正
如图3—7—3所示，小明用几个不同焦距的凹透镜及凸透镜，一个能发出平行光束的光源和一组眼睛模型来探究矫正视力的方法。根据提供的信息回答：
（1）用图示的模型描述眼睛的结构。
（2）根据提供的光路针对甲、乙、丙对眼睛的视力进行正确分析。
（3）在探究近视眼过程中你认为应该用哪个模型，怎样矫正。
【答案】
（1）模型中凸透镜相当于眼时的晶状体，烧瓶的后壁相当于视网膜，着色液体表示玻璃体。
（2）从图中提供的信息可以看出甲把物体的像恰好成在视网膜上、乙成在视网膜前、丙成在视网膜之后，所以甲为正常视力、乙为近视、丙为远视。
（3）在乙模型前加一个焦距合适的凹透镜能使光束会聚在视网膜上。
变式题 如图3—7—4所示，观察模拟眼球成像实验示意图，分析回答下列问题：
（1）在此实验中，凸透镜相当于眼球中的，白纸相当于眼球中的。
（2）如果该示意图表示的是近视眼模型，为了使白纸板上的作由模糊变得清晰，应该在凸透镜的右侧戴上由制成的眼镜。
（3）为了保护视力，你认为应该注意些什么？
【答案】
（1）晶状体 视网膜
（2）凹透镜
（3）a．读书写字姿势端正；b．不在强光下、弱光下读书写字；C．用眼卫生、常做眼保健操。
类型之二 照相机的原理
照相机的镜头相当于一个凸透镜，照相时景物距镜头5m，可以在胶片上成一倒立的像，由此可知照相机镜头的焦距（ ）
A．一定等于2．5m B．一定小于2．5m C．一定等于5m D．一定大于5m
【解析】照相机成像原理是物体应放在二倍焦距外，在胶片上成一倒立、缩小的实像。由物距、像距确定焦距时，一定要明确物距和像距的范围，当u＝5m时，因为u＝5m＞2f，所以f＜2．5m。
【答案】B
变式题 若能在距离镜头8cm的胶片上成一清晰的像，则照相机镜头的焦距（ ）
A．大于2．5cm B．大于8cm小于5cm
C．小于8cm大于4cm D．小于4cm
【解析】因为f＜v＝8cm＜2f所以焦距范围应是4cm＜f＜8cm。
【答案】C
类型之三 显微镜和望远镜
下列说法不正确的是（）
A．所有望远镜都是由两个凸透镜组成的 B．望远镜的物镜越大越易观察到较暗的星球 C．我们看到远去的汽车越来越小，是因为它对我们的视角在减小 D．望远镜的物镜成缩小的像
【解析】望远镜的目镜可以用凹透镜，天文望远镜也常用凹透镜作物镜。望远镜的物镜所成的像离眼睛很近，加上目镜的放大作用，视角就可以变得很大。望远镜的物镜的直径比眼睛的瞳孔大得多，它可以会聚很多的光，使得所成的像更加明亮。现代天文望远镜都力求把物镜的口径加大，以求观测到更暗的星球。
【答案】A
变式题 显微镜镜筒由物镜和目镜组成，组成物镜与目镜的光学元件是（）
A．凸透镜和凹透镜B．凸透镜和平面镜C．凹透镜和平面镜D．两个焦距不同的凸透镜
【解析】显微镜是通过物镜和目镜可形成放大的虚像，因此必须都是凸透镜。
【答案】D
（四）总结反思 拓展升华
【总结】
人的眼睛、视力的缺陷及视力的矫正；②照相机的原理；③显微镜和望远镜的结构及原理（引导学生自己总结，教师予以点评）
【拓展】开普勒望远镜
1611年，德国天文学家开普勒用凸透镜代替凹透镜作为目镜，用两个凸透镜（物镜焦距长，目镜焦距短）组成望远镜。这种望远镜视野较广，特别适用于观察行星和月球。通常称作开普勒天文望远镜。
【思考】天文望远镜为什么能观测到较暗的星？
【点拨】望远镜的物镜的口径较大，视角较大，这样可以会聚更多的光，使得所成的像更加明亮。所以可以观测到更暗的星。
布置作业：
自我评价与作业1，2
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