2020年八年级物理上册眼睛与光学仪器 5页

‎3.7 眼睛与光学仪器 ‎1．教学目标 ‎◆知识与技能 ‎⑴知道眼睛的成像原理，对近视眼和远视眼的成因有所了解，知道利用透镜可以改变成像的位置从而达到矫正视力的目的。‎ ‎⑵知道照相机是利用凸透镜能成缩小实像的原理制成的。‎ ‎⑶初步了解显微镜和望远镜的结构和作用。‎ ‎◆过程与方法 ‎⑷观察近视眼镜和远视眼镜的镜片，研究两种镜片的作用。‎ ‎⑸实际操作照相机，学会用照相机拍照。‎ ‎⑹利用显微镜观察微小物体，利用望远镜观察较远的物体，学会相应的操作方法。‎ ‎◆情感态度与价值观 ‎⑺关心凸透镜成像在实际中的应用，体会科学知识和相关技术对人类生活和社会发展的影响。‎ ‎⑻增强保护视力的意识，注意用眼卫生。‎ ‎2．教材说明 本节主要内容有：了解眼睛的结构、成像原理、近视眼和远视眼的成因，研究近视眼镜和远视眼镜的作用，了解照相机的基本结构和成像原理，了解显微镜和望远镜的结构和作用，学会使用照相机、显微镜、望远镜。‎ 本节属拓展性内容，眼睛和眼镜、照相机、显微镜、望远镜，都是前几节所学的透镜知识在实际中的应用。因此，本节内容对于学生巩固凸透镜成像的规律，增加学生对有关知识的感性认识，激发学生的学习兴趣，养成理论联系实际的治学态度，形成将科学知识服务于人类的意识等，都具有重要意义。‎ 本节的编写思路是：从学生比较熟悉、成像原理又较为简单的眼睛开始，首先介绍眼睛是怎样看见物体的，以及近视眼和远视眼的成因。那么患了近视眼和远视眼如何矫正呢？为什么近视眼镜的镜片是凹透镜、远视眼镜的镜片是凸透镜？接下来的“活动1”就来研究这些学生比较关心的问题。眼睛看到的景象不能准确地保存和再现，于是人们发明了照相机。“影像的保存”介绍照相机的基本结构和成像原理。显微镜和望远镜也是利用透镜成像的原理制成的，是现代科学研究中常用的精密仪器，但相对来说它们的成像情况比较复杂，所以本节教材最后让学生认识显微镜和望远镜。传统教材关于凸透镜成像规律的应用，一般只介绍放大镜、照相机和投影仪。随着多媒体技术的不断发展，老式的投影仪使用越来越少，有关知识对学生终身发展来说，实用价值不大，所以本教材没有介绍投影仪；而增加了眼睛和眼镜、显微镜、望远镜，以加强课程内容与学生生活及现代科技的联系。‎ 本节教学重点：随着人民生活水平的提高，照相机已进入千家万户，而眼睛和用眼卫生与学生切身相关，学会这些知识对学生来说可谓终生受用，所以眼睛和照相机是本节教学的重点。‎ 本节教学难点：本节没有新的物理概念和规律，只是扩展性地介绍透镜知识在实际中的应用，多为常识性了解的知识，整体难度不大。相比而言，近视眼和远视眼的成因和矫正，需要学生动脑思考理解其中的道理，是本节教学的难点。‎ ‎3．教学建议 本节内容多为常识性了解的知识，建议采用自学、讨论、实践操作、调查研究等方式进行教学，充分利用教材、挂图、多媒体、实物、网络等教学资源，让学生了解透镜的广泛应用，。‎ 5‎ 眼睛是怎样看见物体的 这部分教材首先让学生了解眼睛的结构和成像原理，知道视觉形成的大致过程，然后学习近视眼、远视眼的成因和矫正方法。不要求学生记住眼睛各部分的组成。‎ 关于眼睛的结构和成像原理，可采用学生自学的方法，让学生阅读教材内容，并回忆生物课上学过的有关知识，了解眼睛怎样看见物体；然后讨论交流、解疑答惑。‎ 学生讨论发言时，最好用多媒体投出眼睛的结构及其成像图（也可以用挂图），让学生结合图片讲解，学生之间可相互补充；对于学生提出的问题，可先让学生讨论，教师再作评析。‎ 为更好地驾御课堂教学，教师课前要多了解一些跟眼睛和眼镜有关的知识，以备学生提问。如学生问：“正常的眼睛既可眺望远景，又能细看近物。物距变了，像距不变，竟然都能在视网膜上形成清晰的像！为什么？”原来晶状体是有弹性的，它周围的肌肉可以根据视物的远近调节晶状体的平凸程度，改变晶状体的焦距，从而使像总成在视网膜上。当眼部肌肉松弛时，晶状体相对变扁一些，其焦距变大，这时远处物体的像能够成在视网膜上，从而使人看到远处的物体。正常眼睛能看到的最远点在无限远处。当眼部肌肉紧张时（“使劲”看近物），晶状体会变凸，焦距变小，近处物体的像能够成在视网膜上。正常眼睛能看到的最近点约在离眼睛10~‎15cm的地方。在合适的照明条件下，正常眼睛观察近处物体最清楚而又不疲劳的距离，大约是‎25cm，叫做明视距离。可见，眼睛是一个精巧的变焦成像系统，然而这个变焦系统一旦不能正常调节，就会形成近视眼或远视眼。‎ 活动1 研究近视眼镜和远视眼镜 ‎“活动1”的目的是了解近视眼和远视眼的矫正方法，研究“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？”‎ 活动1的第1个问题要事先布置学生在课前完成。‎ 第2个问题，比较的方法是开放的，学生可以通过用手摸镜片、放在太阳光下观察其会聚或发散作用、成像等方法，得知老花镜的镜片是凸透镜，近视镜的镜片是凹透镜。‎ 第3个问题，可让学生观察教材图3-65和图3-66，思考回答。近视眼的晶状体过凸，会聚本领过强，看远处的物体时像成在视网膜前，患者应配戴凹透镜做的眼镜，让光适当发散，使清晰的像略向后移，成在视网膜上。远视眼的晶状体较为扁平，会聚本领偏弱，看近处的物体时像成在视网膜后，患者应配戴凸透镜做的眼镜，让光适当会聚，使清晰的像略向前移，成在视网膜上。为加强认识，还可让学生做做下面的模拟实验，直观地体验近视眼镜和远视眼镜的作用：‎ 图3.7-1‎ 如图3.7-1所示，凸透镜表示眼睛的晶状体，光屏表示视网膜，把近视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，使光屏上呈现清晰的像，标出光屏的位置，表示近视眼的视网膜位置。拿开眼镜，屏上的像变得模糊。尝试移动光屏，发现当光屏向透镜方向移动后，像又变得清晰，这说明近视眼患着的像成在视网膜前。同理研究远视眼的成因和远视眼镜的作用。‎ 学了近视眼和远视眼的成因及矫正方法，可以让学生搞一个小调查，了解班级或学校学生近视眼的发病率和原因，介绍一些用眼卫生的知识，提醒学生注意保护眼睛：眼睛是“心灵的窗户”，是眼睛带给我们观察、阅读、行走、驾驶的快乐……生活、工作时刻离不开它，千万要保护好自己的眼睛！以此对学生进行情感态度价值观方面的教育。‎ 影像的保存 5‎ 照相机是人们经常接触的物品，了解照相机的基本结构和成像原理是现代公民应该具备的科学常识。教学时最好利用照相机实物（或模型）结合挂图（或多媒体投影），让学生观察学习：镜头相当于凸透镜，胶卷相当于光屏，被拍摄的物体到镜头的距离要大于2倍焦距，才能在胶卷上得到倒立、缩小的实像。‎ 为了使学生对照相机了解得更实际些，可向学生介绍照相机的使用方法：照相机对准被拍摄的景物后，旋转相机前面的“调焦环”移动镜头，即调节镜头到胶片的距离，使胶片上形成一个清晰的倒立、缩小的实像。按下“快门”，镜头打开，使光线进入并射向胶片。快门速度是快门开合的时间，或称曝光时间。“光圈”通过改变光孔的大小控制进入照相机的光线数量，这与眼睛的虹膜通过改变瞳孔控制进入眼睛的光线数量相似。照相胶片上涂有化学物质，在光作用下发生化学变化，通过化学反应，所成的像固定在胶片上，变成底片。将底片冲洗后，就能将像印在相纸上。上述内容仅是出于实用目的而向学生介绍，不让学生死记条文，不作考试要求，因为学生对这些实用的知识比较感兴趣，也不会加重学生的负担。‎ 凸透镜 半透明玻璃纸 纸盒（两节，可抽拉）‎ 图3.7-2‎ 如果学校条件允许，最好让学生能实际操作照相机。如果学生家中有照相机，可让学生课下拍摄一些照片，并与同学交流拍照的体会。如果没有条件，教师可发动学生用凸透镜作镜头、纸盒作暗箱、半透明玻璃纸作胶片，自制模型照相机（如图3.7-2所示），并练习调节。‎ 眼睛的好帮手 显微镜和普通望远镜都是由物镜和目镜两组透镜组成的。显微镜的作用是：通过物镜和目镜形成物体放大的虚像，从而使我们能观察到肉眼无法看清的细微物体。望远镜的作用是：通过目镜观察到的虚像，相比物体来说好像被移近了，从而使我们看清远处的物体。‎ 对于显微镜和望远镜，只要求学生掌握它们的基本结构和作用，不要求学习物镜和目镜的成像过程。‎ 如果学校条件允许，最好让学生实际操作显微镜和望远镜。如果没有望远镜，可以让学生做一做下面的实验：取两个不同焦距的凸透镜，把焦距小的透镜放在眼睛附近，作为目镜，以焦距较大的凸透镜作为物镜，保持两镜平行，通过两个透镜观察稍远的物体。调节两个透镜之间的距离，直到看得最清楚为止。看看有什么发现。（提醒学生不要对着太阳等光源观察！以免损伤眼睛）‎ 另外，建议学生课下登录互联网，分别搜索“显微镜”和“望远镜”，查阅更多的相关信息，体会物理知识的应用对科技进步产生的巨大影响，并与同学交流。‎ ‎4. 课堂小结 ‎（1）眼睛的成像 ‎（2）近视眼和远视眼 ‎（3）影像的保存 ‎（4）望远镜与显微镜 ‎5．教学评价 ‎●课堂测评 ‎1．学了本节内容，你是否感悟到眼睛的构造之巧、之妙？人类的发明之巧、之妙？你对科学产生了怎样的情感？‎ ‎2．人的眼睛像一架神奇的照相机，眼球中的晶状体相当于一个　　　　，外界物体在视网膜上形成 像。‎ 5‎ ‎3．在图3.7-3中，分别画出了眼睛看物体时的光路，在A、B、C、D四个光路中，　　　描述了正常眼睛的成像情况；　　　描述了近视眼的成像情况，矫正近视眼应佩戴眼镜的镜片是____透镜(选填“凸”或“凹”)；　　　描述了远视眼的成像情况，矫正远视眼应佩戴眼镜的镜片是____透镜（选填“凸”或“凹”）。‎ 图3.7-3‎ 图3.7-4‎ ‎4．普通照相机的镜头相当于一个 透镜，一架普通照相机镜头的焦距为‎40cm，当被拍照的人到镜头的距离大于 cm时，底片上会得到一个 像。‎ ‎5．如图3.7-4所示，是在一些交通道路口、银行等公共场所安装的两种电子监控器。它们的光学系统收集监控区域内的景物信息，光电转换系统把光信号转换成电信号，输送到监控中心，实现间接监控的目的。其光学系统的工作原理相当于（ ）‎ A.照相机 B.放大镜 C.显微镜 D.望远镜 ‎6．说说显微镜和望远镜在构造、作用等方面的异同点。‎ 图3.7-5‎ ‎7．某校同学在学习了眼睛后，想通过实验探究近视眼的形成原因。他们选择了如下器材：蜡烛、用薄膜充入水后制成的水凸透镜（与注射器相连，注射器里有少量水）、光屏等。水凸透镜的厚薄可以通过注射器注入、吸取水的多少来调节。其装置如图3.7-5所示。‎ ‎⑴在此实验装置中，水凸透镜相当于人眼球中的晶状体， 相当于人眼球中视网膜。‎ ‎⑵当眼睛看近处的物体时，要在视网网膜上形成清晰的像，晶状体会变得更凸、还是较扁？请你用此实验装置进行探究，要求写出实验过程。‎ ‎⑶请你说出近视眼的成因；并用此实验装置设计实验进行验证，要求写出实验过程。‎ ‎【参考答案】‎ ‎1．略。‎ ‎2．凸透镜 倒立缩小的实 ‎3．AC Ｄ　 凹 Ｂ 凸 ‎4．凸 80 倒立缩小的实 ‎5．A ‎6．显微镜和望远镜的构造相似，都是由物镜和目镜两组凸透镜组成。显微镜的作用是：通过物镜和目镜形成物体放大的虚像，从而使我们能观察到肉眼无法看清的细微物体。望远镜的作用是：通过目镜观察到的虚像，好像被移近了，从而使我们看清远处的物体。‎ ‎7．⑴光屏 ‎⑵更凸。按3.7-5图所示将蜡烛、水凸透镜、光屏依次放在光具座上，保持大致在同一高度上，适当调节三者的位置，使蜡烛在光屏上成清晰的像；将蜡烛向水凸透镜靠近，光屏上所成蜡烛的像将变得不清晰，向水凸透镜中注水，使水凸透镜变凸，观察到光屏上会再次出现清晰的像。这说明眼睛在看近处的物体时，晶状体要变得更凸。‎ 5‎ ‎⑶近视眼看不清远处的物体，是因为晶状体过凸，像成在视网膜前。将蜡烛放在离水凸透镜较远的位置，移动光屏，使光屏上呈现清晰的像；向水凸透镜中注水，使水凸透镜变凸，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。‎ ‎6.教学反思 本节课的动手实验较多，让学生参与，可以提高学生的学习兴趣，也可以锻炼学生的动手能力。‎ 5‎