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- 2021-11-01 发布
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眼睛和眼镜
·知识精讲·
一.眼睛
人的眼睛是一个高精密度的光学器官,相当于一个可以自动调节的照相机。
1.眼球相当于一架照相机,晶状体和角膜共同作用相当于一个凸透镜,视网膜相当于光屏。
2.眼球的调节
3.比较照相机和眼睛
眼睛
照相机
结构
角膜和晶状体(相当于一个凸透镜)
镜头(相当于一个凸透镜)
瞳孔
光圈
视网膜(有感光细胞)
底片(有感光材料)
成像
缩小、倒立、实像
缩小、倒立、实像
调节作用
像距不变,当物距减小(或增大)时,增大(或减小)晶状体的曲率以减小(或增大)焦距,使物体在视网膜上成清晰的像。
焦距不变,当物距增大(或减小)时,减小(或增大)镜头到底片间的距离,使物体在底片上成清晰的像。
4.视角
视角越大,对物体观察越清楚。视角的大小与物体本身大小以及物体到眼睛距离有关。
二.近视及其矫正:成像在视网膜前,所以要加凹透镜进行纠正。
1.特点:只能看清楚近处的物体,看不清楚远处的物体。
2.原因:晶状体太厚(太凸),折光能力太强,或眼球在前后方向上太长,使来自远处某点的光会聚在视网膜前,到达视网膜时是一个模糊的光斑。
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3.矫正:在眼睛前放一个凹透镜。
三.远视及其矫正:在光线还没有会聚成一点就到达视网膜了,所以要加凸透镜进行纠正。
1.特点:只能看清楚远处的物体。
2.原因:晶状体太薄或眼球前后径太短。
3.矫正:在眼球前放一个凸透镜。
·三点剖析·
一.核心考点:近视眼和远视眼及其矫正★★
二.重难点和易错点
理解人眼睛的成像原理,用到的基本知识是:凸透镜对光有会聚的作用,凸透镜的曲率越大,焦距越短,对光的折射作用越强。需要掌握眼睛的结构和调节作用以及眼睛和照相机的区别和联系。
理解近视眼(或远视眼)的原理,用到的基本知识也是凸透镜和凹透镜对光的作用,从近视眼(或远视眼)的特点、原因和矫正三个方面去把握。眼镜的度数是了解的内容。
·题模精选·
题模一:眼睛
例1.1.1 如图所示是人眼的成像原理图,晶状体相当于一个凸透镜,视网膜相当于光屏,则:当物体在很远地地方时,物体成像在视网膜上,当物体靠近人眼时,若晶状体的焦距不变,则它的像将会落在视网膜____(选填“前”、“上”或“后”)而导致看不清物体,但实际上,人眼在由远到近地观察物体时,晶状体的焦距会____(选填“变大”、“不变”或“
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变小”),所以人们还是能清晰地观察到物体.
下列哪种光学仪器成像原理与人眼球成像原理一样?____(选填序号)
①照相机 ②放大镜 ③投影仪 ④潜望镜.
【答案】 后;变小;①
【解析】
(1)看远处的物体时,入射光线几乎平行,物体成像在视网膜上;但看近处的物体时,如图所示,入射光线比较发散,若晶状体的焦距不变,则像会落在视网膜的后面.若想看清近处的物体,就应该增大晶状体的会聚功能,即使晶状体的焦距变小.
(2)人的晶状体相当于一个凸透镜,视网膜相当于光屏,物体在视网膜上成倒立的、缩小的实像.所以照相机与人眼球的成像原理是一样的.
故答案为:后;变小;①.
例1.1.2 人眼看同一个物体,会出现“远小近大”的现象,这和物体与人的眼睛所成视角的大小有关,如图所示。同一个物体离人眼越远时,视角越 。当人离不同大小的物体一样远时,视角也会不同,物体越大,则视角越 。(选填“大”或“小”)
【答案】 小;大
【解析】 在观察相同高度的物体时,比如:物体高度是4m时,距物体的距离越远,视角越小.
观察者的眼睛与物体距离不变时,比如都观察者距物体距离是8米时,物体的高度由4变为2和1时,视角也变小.
所以同一个物体离人眼越远时,视角越小,当人离不同大小的物体一样远时,视角也会不同,物体越大,则视角越大
题模二:近视眼的成因及矫正
例1.2.1 目前我国中学生近视发生率约为60%,矫正近视眼应配戴_____(选填“凸”或
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“凹”)透镜制成的眼镜片.视力矫正后,景物能在视网膜上成倒立、______的实像.
【答案】 凹;缩小
【解析】 远处物体的像在近视眼的视网膜前方,佩戴凹透镜进行矫正.近视眼还是远视眼都是晶状体成像,物体在晶状体的二倍焦距以外,成倒立、缩小的实像.
例1.2.2 形成近视眼的原因是晶状体太厚,折光能力_________(选填“太弱”或“太强”):预防近视眼的措施之一,就是读写时眼睛与书本的距离应保持在_________(选填“10”、“15”或“25”)cm 左右.
【答案】 太强;25
【解析】 近视眼成因:晶状体太厚,折光能力太强,远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的物像,就会落在视网膜的前方造成近视眼.
正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离大约是25cm,这个距离叫明视距离.预防近视眼的措施之一,就是读写时眼睛与书本的距离应保持在明视距离25cm左右.
例1.2.3 小亮用小气球充水后制成水透镜模拟眼球中的晶状体。如图18所示,图中甲表示正常眼睛的晶状体,在实验中测得其焦距为10cm。再将甲分别挤压成乙、丙的形状,并分别测量其焦距。
(1)实验中,测得焦距大于10cm的是________,模拟近视眼的是________。
(2)很多近视患者佩戴“隐形眼镜”来矫正视力。“隐形眼镜”是一种直接贴在角膜表面的超薄镜片,可随着眼球运动。若某镜片的中心厚度为0.05mm,则此镜片的边缘厚度________0.05mm(选填“小于”、“等于”或“大于”)。
【答案】 1)丙;乙(2)大于
【解析】 (1)因凸透镜的凸度越大,焦距越小,所以实验中测得甲图焦距为,再将甲分别挤压成乙图、丙图的形状,并分别测量焦距,由图可以看出,乙图的凸度比丙图大,则测得焦距小于的是图乙;因为乙的焦距比丙的焦距小,所以会聚能力强,因此乙模拟的是近视眼。
(2)由图可知,甲、乙、丙透镜中焦距最大的是丙,用甲、乙、丙透镜分别对着远处的某一物体,相对而言,丙透镜的物距最小,根据凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像增大.可知其中像距较大的是丙图;
近视眼患者戴的是凹透镜,凹透镜的四周的厚度要比中间的厚度厚,故这种超薄镜片的边缘厚度大于,此镜片对光有发散作用。
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题模三:远视眼的成因及矫正
例1.3.1 在图中,________图为远视眼成像的示意图(选填“甲”或“乙”),对光线具有_____(选填“会聚”或者“发散”)的作用。
【答案】 乙;会聚
【解析】 远视是眼睛的会聚效果不好,焦点在视网膜后,故选乙;甲为近视。
例1.3.2 小强做“探究凸透镜成像规律”的实验。实验桌上备有带支架的蜡烛、光屏、凸透镜、光具座、火柴等器材。
图22
(1)小强组装并调整好实验装置,将凸透镜和蜡烛如图22所示摆放,移动光屏,在光屏上得到烛焰倒立、放大的像。之后保持凸透镜位置不变,将蜡烛向透镜移近8cm,再左右移动光屏,始终不能在光屏上得到烛焰的像。
由此小强猜想:此时烛焰通过凸透镜成虚像。要验证小强的猜想是否正确,应进行的实验步骤为:取下光屏,手持光屏在右侧同一水平高度继续向右移动,屏上始终没有烛焰清晰的像,于是在透镜右侧 观察,看到了烛焰正立放大的像;再将光屏移到蜡烛左侧并左右移动,在屏上不能接收到烛焰的像,即验证小强的结论正确。
(2)利用透镜可以制成不同功能的眼镜。在如图23所示的四幅示意图中,表示利用透
镜成功矫正远视眼的是 图。
【答案】 (1)通过透镜(向蜡烛方向)(2)丁
【解析】 考察透镜成像规律的探究实验,难度中等。
(1)如图所示,当u=15cm,在光屏上得到烛焰倒立、放大的像,得到,因此;当u=15cm-8cm=7cm
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