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眼睛和眼镜、显微镜和望远镜要点与练习
一. 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）了解眼镜是怎样矫正视力的。
（3）了解显微镜、望远镜的基本构造。
二. 重点、难点：
（一）重点：
眼睛的作用及成像特点；近视眼和远视眼的特点及矫正。
望远镜与显微镜的结构。
望远镜和显微镜的主要结构都由物镜和目镜组成，它们的成像原理不同。
（二）难点：
近视眼和远视眼的产生原因及矫正方法，下面列表比较。
易混点：
容易混淆近视眼和远视眼的产生原因，分不清应戴什么镜来矫正。
望远镜和显微镜的成像原理；
开普勒望远镜由两组凸透镜组成。
物镜的作用好像一架照相机，使远处的物体在焦点附近成一个倒立、缩小的实像。目镜的作用相当于一个放大镜，因此我们看到一个倒立、缩小的虚像。
三. 知识点分析：
（一）眼睛和眼镜
知识要点：
1.眼睛的原理：人眼看物体和    成像的原理是一样的，眼睛中的晶状体相当于一个_______，视网膜相当于    ，根据成像条件可知，物体在视网膜上成的是    、    的    像。
2.近视眼及其矫正：产生近视眼的原因是晶状体      ，折射光的能力太强，使像成在视网膜的       。近视眼应戴      进行矫正。
3. 远视眼及其矫正：产生远视眼的原因是晶状体       ，折光能力太弱，使像成在视网膜的       ，远视眼应戴       矫正。
学法点拨：
眼睛的原理与照相机非常相似，在学习中可以把它与照相机做比较。照相机的调焦是通过改变凸透镜与胶片的距离．而眼睛的调焦是利用品状体的厚度的自我调节来进行的。由于生理上的原因，有些人单靠自身的眼睛调节已不能使像成在视网膜上，就是近视眼或远视眼。
（二）显微镜和望远镜
知识要点：
1.显微镜：（1）结构：镜筒两端各有一组透镜，每组透镜的作用都相当于一个       ，靠近眼睛的       叫目镜，靠近被观察物体的       叫物镜。
（2）原理：物镜能成一个       、       的       像，目镜能成一个       、       _______的       像，经过两次放大因此我们看到一个       、       的       像。
（3）作用：能看清微小的物体。
2. 望远镜：（1）结构：伽利略望远镜
由一组凹透镜和一组凸透镜组成，靠近眼睛的       叫目镜，靠近被观察物体的        叫物镜，望远镜能使很远的物体成像在眼前，就像物体被“拉近”了。
学法点拨：
显微镜和望远镜都是利用两组透镜的组合来看清微小或远处的物体，在学习中不要急于了解书本上的结论，应该根据已有的凸透镜成像规律去猜想显微镜和望远镜的组成，然后阅读书本上的知识，检验自己的猜想是否正确。对于显微镜和望远镜都应该实际动手操作一下，体验它们的物理原理。
【典型例题】
（一）眼睛和眼镜
一. 近视眼和远视眼的理解
[例1]下面关于近视眼的说法正确的是（   ）
A. 近视眼根本看不清物体
    B.近视眼是晶状体太厚，折光能力太强，使物体射来的光会聚在视网膜后
    C.近视眼应该戴凸透镜，使光的会聚点靠前，成像在视网膜上
    D.近视眼应该戴凹透镜，使光的会聚点靠后，成像在视网膜上
思维分析：近视眼只能看清近处的物体，看不清远处的物体，所以A是错误的；晶状体变厚时，折射光能力变强，成像应在视网膜前，所以B是错误的；为了让像的位置靠后成在视网膜上，应选用对光有发散作用的凹透镜，使光的会聚点靠后，所以C是错误的。
答案：D
二. 近视眼镜和远视眼镜的区别
[例2] 仔细观察近视眼镜和远视眼镜，有什么不同？度数深的和度数浅的有什么不同？
思维分析：近视镜片是凹透镜；远视镜片是凸透镜。度数深的近视镜对光线的发散能力强，表面凹度更大；度数深的远视镜对光线的会聚强，表面凸度更大。
答案：近视镜片中间薄、边缘厚，是凹透镜；远视镜片中间厚、边缘薄，是凸透镜。度数深的眼镜镜面弯曲得较多，度数浅的眼镜镜片相对较平。
[例3]小明的爷爷和爸爸都是老花眼，爷爷的老花眼更重一些，小明的妈妈则是近视眼。他们的三副眼镜都放在报纸上，如图1，现在爸爸要看书，让小明把眼镜递给他，小明应该拿图     中的那一副。

思维分析：老花眼镜是凸透镜，通过凸透镜看近处的物体，凸透镜相当于一块放大镜，图中，甲、乙两镜都对报纸上的字有放大作用，故这两副眼镜都是老花镜，且两者比较，甲镜的放大作用更明显，即甲镜的放大作用更明显，即甲镜更适用于老花眼更重一些的眼眼，所以小明的爸爸应用图乙中所示的那副眼镜；图丙中，眼镜对报纸上的字有缩小作用，这是由于凹透镜对物体成缩小虚像的结果，图丙为近视镜。
答案：乙
三. 探究性题眼睛和视力的矫正
[例4] 近视眼是青少年常患的一种疾病，近视眼究竟是怎么回事?某校兴趣小组的同学进行了以下探究实验。
   如图2，把近视眼镜放在蜡烛和凸透镜中间，使光屏上映出清晰的像，标出光屏位置，表示近视眼的视网膜位置。拿开眼镜，屏上的像变得模糊。向透镜方向移动光屏，像又变得清晰，再标出光屏位置，观察眼球结构图3并结合以上实验，回答：
（1）你猜想眼球中的晶状体相当于实验中的       。
（2）近视眼患者不戴眼镜时，看见的物像落在视网膜的      。
（3）矫正近视眼应配戴的眼镜是凹透镜，其作用是     。
思维分析：（1）凸透镜。因为它成倒立、缩小实像。根据凸透镜成像规律判断它相当于凸透镜。
（2）前方，根据实验过程和结论判断。
（3）发散光线（或使物体的像落在视网膜上，或相当于使物体靠近）
答案：凸透镜；前方；发散光线
四. 物理与生活
[例5]人眼能看见物体是因为物体在眼睛的视网膜上形成（   ）
A. 正立放大的虚像
B. 倒立放大的虚像
C. 正立缩小的虚像
D. 倒立、缩小的实像
思维分析：眼睛的构造如同一架照相机，其晶状体与角膜的共同作用相当于凸透镜，来自于物体的光经“凸透镜”后会聚于“光屏”（视网膜）上，形成一个倒立缩小的实像。
答案：D
（二）显微镜和望远镜
望远镜与显微镜的成像原理的理解
[例1]下列关于显微镜和望远镜的说法，正确的是（   ）
A. 通过望远镜看到的是物体被两次放大之后的实像
B. 使用显微镜观察物体，看到的是物体被两次放大之后的虚像

C. 所有望远镜的物镜都相当于凸透镜
D. 以上说法都不对
思维分析：使用望远镜观察物体，物体通过物镜成实像，再通过目镜成放大的虚像，所以观察者最终看到的是虚像。所以A是错误的；使用显微镜观察物体，物体通过物镜成放大实像，再通过目镜成放大虚像。观察者看到的是两次放大之后的虚像，所以B是正确的；天文望远镜也常用凹面镜作物镜，成为反射式天文望远镜，因此C是错误的。
答案：B
[例2]关于显微镜，下列说法正确的是（   ）
A. 物体经目镜成放大的实像
B. 物体经物镜成放大的虚像
C. 目镜的作用相当于一个投影仪
D. 目镜的作用相当于一个放大镜
思维分析：显微镜的主要构造是镜筒，镜筒内有两只透镜，靠近眼睛的叫目镜，靠近被观察物体的叫物镜，物镜的作用是将被观察物体成一放大实像，然后再由目镜成一放大的虚像，目镜的作用相当于一个放大镜。
答案：D
【模拟试题】
（一）眼睛和眼镜
达标自查
1.眼睛好像一架照相机。晶状体和角膜的共同作用相当于一个       ，它们把来自物体的光会聚在       ，形成物体的像。
2.物体在人眼的视网膜上所成的像是       立的（填“正”或“倒”）。
3.近视眼是由于晶状体太厚。折光能力太强。使远方某点的光会聚在      的________面（填“前”或“后”）。而远视眼正好相反。所以，近视眼应用       镜进行矫正。远视眼应用       镜进行矫正。
4.人眼的晶状体可以凋节。如图所示。在A、B、C、D四种光路中，描述正常眼的成像情况的是       ；描述近视眼的成像情况是       。描述远视眼成像情况的是       。
5.人上了年纪以后，一般容易产生老花眼。那是因为睫状体的调节能力下降，不能有效使晶状体收缩，所以不容易看清近处的物体。所以老花眼应该算是     视眼的一种。
6.人眼能看见物体是因为物体在眼睛的视网膜上形成（   ）
A. 正立放在的虚像   B. 倒立放大的虚像
C. 正立缩小的虚像   D. 倒立缩小的实像
7.老奶奶患有近视眼，看报时要用放大镜。为了看到更大更清楚的像，她常常这样做（   ）
    A.报与放大镜不动，眼睛离报远一些
    B.报与放大镜不动，眼睛离报近一些
    C.报与眼睛不动，放大镜离报远些
    D.报与眼睛不动，放大镜离报远一些
能力提高
8.老花镜的“度数”等于它的焦距的倒数乘100。小红爷爷的老花镜戴着正合适，但不知道老花镜的度数，你能帮小红设计一个测老花镜度数的最简单的方法吗？
所用器材：
操作步骤：
计算公式：
9.小午在学习了“近视眼及其矫正”后，知道了产生近视眼的原因是晶状体太厚，折光能力太强，远处物体射来的光聚在视网膜前，到达视网膜时已经不是点而是一个模糊的光斑了，如图甲所示。小午想能否用探究凸透镜成像规律的这套装置模拟近视眼看远处物体模糊的情景呢？请你帮小午完成这一实验的设计并描述实验现象。在实验中增加什么器材可以进一步模拟近视眼的矫正？说出你的方法和操作步骤。
10.小红的妈妈带小红到医院去做了治疗近视的准分子手术，已戴了几年眼镜的小红一下子就把眼镜取掉了。根据你的知识，你能猜想一下准分子手术是怎么做的吗？和同学一起查阅有关资料并到医院现场调查，看一看自己的猜想对不对。
11. 社会调查：
结合近视眼的特点——睫状体紧张无法放松，晶状体变厚无法变薄，想一想生活中导致眼睛近视的行为中包含的科学道理。并将导致近视的原因在这里做一个归纳。
12. 阅读材料
   人类和某些动物的眼睛很像一架照相机。眼球内的晶状体相当于一个凸透镜，视网膜相当于光屏。我们看物体时，是通过睫状肌的伸缩来调节晶状体的曲度。改变晶状体的焦距，使不同远近的物体都能在像距相同的视网膜上生成清晰的倒立实像。
   眼睛与照相机的不同处是：人的眼睛是通过调节焦距来获得清晰的像，普通照相机是通过改变像距使像变得清晰。
   由眼睛的调节作用所能看清的最远点，正常人的远点在极远处。眼睛所能看清最近的点，叫近点，正常人的近点约距眼10cm。看物体时间较长也不易感到疲劳的距离叫明视距离，正常眼的明视距离为25cm。从眼的光心向物两端所引的两条直线的夹角叫视角。视角越大，对物体的观察就越清楚。
   请同学们根据上述短文回答以下问题：
（1）人眼能看到的像是       的      像，眼睛与照相机的不同之处是     ；
（2）正常眼睛观察的最近距离为       ，最佳距离为       。
（二）显微镜和望远镜
达标自查
1.用显微镜观察物体时，物镜对物体所成的像是一个放大的       像（填“虚”或“实”），道理就像     的镜头成像一样，目镜的作用则像一个     ，再次将这个像成放大的     （填“虚”或“实”）。
2.望远镜物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成     像（填“虚”或“实”）这个像是      （填“放大的”或“缩小的”），道理就像     的镜头成像一样。目镜的作用则像一个     ，用来把这个像放大。
3.望远镜的物镜的直径比我们眼睛的瞳孔大得多，是为了     。
4.把天文望远镜安置在大气层外，是为了     。
5.关于显微镜，下列说法正确的是（   ）
A. 物体经目镜成放大的实像
    B.物体经物镜成放大的虚像
    C.目镜的作用相当于一个放大镜
D. 目镜的作用相当于一个投影仪
6.显微镜下方常用一个小镜来做反光镜，这一小镜是（   ）
A. 平面镜    B.凸面镜   C. 凹面镜    D.三棱镜
7.现代天文望远镜力求把物镜的口径加大，以求观测到更暗的星把口径加大的目的是（   ）
    A.会聚更多的光     B. 成像更明亮
C. 增大视角           D. 以上说法都不对
8.由两个凸透镜组成的天文望远镜，其物镜到目镜的距离是（   ）
    A.物镜与目镜的焦距之和
    B.物镜的焦距与目镜的焦距之差
C. 任意距离都可以
D. 以上都有可能
能力提高
9.小午和小华在望远镜的问题上发生了争执，小午认为：“望远镜的两个透镜的焦距是不相等的。”而小华认为是可以相等的。与同学们讨论一下。说出你的观点，并阐明支持你的观点的理由或实验。
10.小午在用望远镜观看演出时，不小心把望远镜拿反了，将物镜和目镜对调了。他有了新的发现，远处的物体不仅没有放大，反而变小了，这是为什么呢？小午疑惑了。你能帮他解开这个谜吗？
11.大型天文望远镜的物镜采用凹面镜。凹面镜对光起什么作用呢？小明先找到所有可能的情况：①会聚；②发散；③既不会聚又不发散。究竟是哪一种情况，小明决定做实验看一看。
   小明借来10只激光手电筒捆绑在一起形成一束平行光，然后对着凹面镜照射发现如图所示的现象，请你帮助小明同学回答下列问题：
   （1）根据图所示实验现象，可得到什么结论？
   （2）你认为凹面镜有哪些应用，请说出两个。
   （3）通过刚才小明对凹面镜的学习，想一想这个学习过程经历的大致程序是怎样的？
【试题答案】
（一）眼睛和眼镜
1. 凸透镜；视网膜       
2. 倒       
3. 视网膜；前；凹透；凸透 
4. AC；D；B     
5. 远    
6. D    
7. B
8. 以米为单位用刻度尺测量镜面到地面上光点的距离，用f表示计算公式：镜片度数D=l00／f
9. 略
10. 略
11. 略
12. ①倒立；实；人眼是通过调节焦距，照相机是通过改变像距使像变清晰
②10 cm ；25cm
（二）显微镜和望远镜
1. 实；摄影仪；放大镜；虚
2. 实；缩小的；照相机；放大镜
3. 会聚更多的光
4. 免受大气的干扰
5. C
6. AC
7. AB
8. A  来自天体的是平行光，平行光经物镜会聚在焦点以外离焦点很近的地方。 
9. 略 
10. 略 
11.（1）凹面镜对平行光有会聚作用。 
（2）可以制作太阳灶、探照灯、手电筒内的反光镜等。 
（3）提出问题——大胆猜想——动手实验——得出结论。
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