3.7眼睛與光學(xué)儀器導(dǎo)學(xué)目標(biāo)1.了解眼睛看見(jiàn)物體的原理，了解近視眼和遠(yuǎn)視眼的成因及矯正方法。2.了解照相機(jī)的基本原理。3.認(rèn)識(shí)顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：1.眼睛的視物原理。2.照相機(jī)的工作原理。難點(diǎn)：近視眼和遠(yuǎn)視眼的成因和矯正。導(dǎo)學(xué)過(guò)程【自主學(xué)習(xí)】活動(dòng)一知識(shí)回顧1.凸透鏡對(duì)光線起作用，凹透鏡對(duì)光線起作用2.當(dāng)u>2f時(shí),成,,；當(dāng)f<u<2f時(shí),成,,；當(dāng)u<f時(shí),成,,?；顒?dòng)二眼睛和照相機(jī)及其原理自學(xué)教材，完成下列問(wèn)題(1)照相機(jī)是利用凸透鏡能成_________、_________、___________的原理制成的，它的物距________，鏡頭相當(dāng)于一個(gè)_________，來(lái)自物體的光經(jīng)鏡頭后在膠片上成一個(gè)________立、________的________像。(2)人的眼睛相當(dāng)于一架神奇的照相機(jī)，__________相當(dāng)于照相機(jī)的鏡頭，__________相當(dāng)于照相機(jī)內(nèi)的膠片，來(lái)自物體的光經(jīng)_________成像于__________上，再通過(guò)視覺(jué)神經(jīng)把信息傳到大腦，產(chǎn)生視覺(jué)?！拘〗Y(jié)】照相機(jī)與眼睛的工作原理_________（填“是”或“不是”）一致的，如果把照相機(jī)比作眼睛，那么照相機(jī)的鏡頭相當(dāng)于____________，底片相當(dāng)于____________。眼睛與傳統(tǒng)照相機(jī)的比較:項(xiàng)目照相機(jī)眼睛結(jié)構(gòu)鏡頭膠片調(diào)節(jié)作用變焦距成像性質(zhì)活動(dòng)三視力的缺陷遠(yuǎn)眺時(shí)：睫狀肌放松，晶狀體較薄，焦距較_______（長(zhǎng)/短），遠(yuǎn)處物體射來(lái)的光剛好會(huì)聚在視網(wǎng)膜上，人便能看清楚遠(yuǎn)處的物體；近觀時(shí)：睫狀肌收縮，晶狀體較厚，焦距較_______（長(zhǎng)/短），近處物體射來(lái)的光又會(huì)聚在視網(wǎng)膜上，人便能看清楚近處的物體。現(xiàn)在有一個(gè)問(wèn)題需要大家解決：假如我的眼睛的晶狀體的調(diào)節(jié)功能不夠理想，也就是晶狀體過(guò)平或過(guò)凸，那又會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題呢？活動(dòng)四視力的矯正近視眼和遠(yuǎn)視眼是因?yàn)榫铙w過(guò)平或過(guò)凸造成的，如果眼睛視力有了缺陷，我們應(yīng)該如何想辦法矯正呢？那么是否可以設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證你們的猜測(cè)呢？首先我們應(yīng)該怎樣來(lái)模擬眼睛的結(jié)構(gòu)？用代替晶狀體，用代替視網(wǎng)膜。那么又如何來(lái)演示視力的矯正呢？【小結(jié)】（1）近視眼應(yīng)戴_______，其作用是使光_______，使清晰的像相對(duì)于晶狀體向______移，從而成在視網(wǎng)膜上。

（2）遠(yuǎn)視眼應(yīng)戴_______。其作用是使光_______，使清晰的像相對(duì)于晶狀體向______移，從而成在視網(wǎng)膜上?；顒?dòng)五自學(xué)教材，完成下列問(wèn)題1.靠近人眼的透鏡叫作鏡，靠近物體的透鏡叫作鏡。2.望遠(yuǎn)鏡的作用是使處的物體在處成像。（填“遠(yuǎn)”或“近”）3.顯微鏡能將微小的物體經(jīng)過(guò)物鏡和目鏡次放大?！竞献魈骄俊?．（2023?宜昌）小華用彈性膜充水制作了一個(gè)水凸透鏡，通過(guò)注射器注水或抽水改變透鏡的厚度，如圖是他用其模擬眼睛看物體的實(shí)驗(yàn)裝置。模擬正常眼睛時(shí)，固定透鏡，將一個(gè)F形光源放在合適的位置后，調(diào)節(jié)光屏得到清晰的像，下列說(shuō)法正確的是（）A．此時(shí)光源放在透鏡2倍焦距以內(nèi) B．此時(shí)光屏上成倒立放大的實(shí)像 C．光源遠(yuǎn)離透鏡時(shí)，要將光屏靠近透鏡才能再次得到清晰的像 D．模擬近視眼的成因時(shí)需要從透鏡向外抽水2．（2024?膠州市一模）雨后天晴的午后，少海上空出現(xiàn)了美麗的彩虹，這是光的現(xiàn)象。正在少海游玩的小明發(fā)現(xiàn)后用照相機(jī)對(duì)彩虹拍照，彩虹在照相機(jī)上成一個(gè)、縮小的實(shí)像。小明由于不注意用眼衛(wèi)生，患上了近視眼，他的晶狀體成像光路圖應(yīng)為甲、乙兩圖中的，此時(shí)他應(yīng)該佩戴透鏡進(jìn)行矯正。3．（2024春?鼓樓區(qū)校級(jí)期中）小明把自己的近視眼鏡和奶奶的老花鏡都放在桌面的書(shū)上，透過(guò)眼鏡看到了不同的像，如圖甲、乙所示，結(jié)合透鏡相關(guān)知識(shí)，他思考以下問(wèn)題：（1）圖（選填“甲”或“乙”）是小明的近視眼鏡；（2）小明在桌子上點(diǎn)燃蠟燭，手持圖甲所示眼鏡在蠟燭和白墻之間移動(dòng)直到在墻上成清晰的像，位置如圖丙所示，這一成像規(guī)律可應(yīng)用于；若保持蠟燭與白墻間距不變，向（選填“左”或“右”）移動(dòng)眼鏡可再次成像；（3）小明在某次操作時(shí)發(fā)現(xiàn)成像在眼鏡和白墻之間，若不改變蠟燭和眼鏡的位置，要在白墻上成清晰的像，可在蠟燭和眼鏡之間放置一個(gè)。（選填“凸透鏡”或“凹透鏡”）當(dāng)堂檢測(cè)1．（2023?長(zhǎng)春）在人的眼球中，晶狀體和角膜的共同作用相當(dāng)于一個(gè)（）A．平面鏡 B．玻璃磚 C．凸透鏡 D．凹透鏡2．（2023?仙桃）如圖是近視眼及其矯正的光路圖，下列說(shuō)法不正確的是（）A．近視眼的成像原理和小孔成像的原理相同 B．近視眼看遠(yuǎn)處的物體，像成于視網(wǎng)膜前 C．近視眼用凹透鏡矯正 D．為預(yù)防近視，讀寫(xiě)時(shí)眼睛與書(shū)本的距離應(yīng)保持在25cm左右3．（2023?陜西）如圖，是我國(guó)自主研制的某新型戰(zhàn)斗機(jī)上的光電搜索跟蹤系統(tǒng)。該系統(tǒng)功能與人眼相似，能為戰(zhàn)斗機(jī)提供感知外界的“視覺(jué)”，系統(tǒng)內(nèi)置的光電傳感器，相當(dāng)于人眼的視網(wǎng)膜，最外層窗口和傳感器之間的光學(xué)元件，相當(dāng)于人眼的晶狀體。關(guān)于該系統(tǒng)說(shuō)法不正確的是（）A．該系統(tǒng)的光學(xué)元件相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡 B．該系統(tǒng)在光電傳感器上成的是倒立、放大的實(shí)像 C．周圍景物通過(guò)該系統(tǒng)成像時(shí)，景物到鏡頭的距離大于鏡頭的2倍焦距 D．該系統(tǒng)的成像原理與照相機(jī)的成像原理相同4．（2024?黃島區(qū)一模）如圖是科技興趣小組用手機(jī)、透鏡和紙箱自制的簡(jiǎn)易投影儀，它能將手機(jī)上的畫(huà)面放大投影到白墻上。下列說(shuō)法正確的是（）A．制作簡(jiǎn)易投影儀的透鏡是凹透鏡 B．手機(jī)到透鏡的距離應(yīng)大于透鏡的二倍焦距 C．墻上呈現(xiàn)的是手機(jī)畫(huà)面正立、放大的虛像 D．要使像變大，應(yīng)減小手機(jī)與透鏡間的距離5．（2024春?秦都區(qū)校級(jí)月考）顯微鏡和天文望遠(yuǎn)鏡都是科學(xué)觀察工具，它們?cè)诟髯缘念I(lǐng)域中揭示了自然界的不同層面，推動(dòng)了人類對(duì)世界認(rèn)知的不斷深入。如圖所示為實(shí)驗(yàn)室用顯微鏡和天文望遠(yuǎn)鏡，關(guān)于圖中兩種儀器下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．顯微鏡的目鏡成正立放大的虛像，物鏡成倒立放大的實(shí)像 B．天文望遠(yuǎn)鏡的目鏡成正立放大的虛像，物鏡成倒立縮小的實(shí)像 C．顯微鏡的目鏡相當(dāng)于凸透鏡，物鏡相當(dāng)于凹透鏡 D．天文望遠(yuǎn)鏡的目鏡和物鏡都相當(dāng)于凸透鏡6．（2024?文昌模擬）如圖所示，據(jù)晉代張華的《博物志》記載，我國(guó)古代就把冰塊制成透鏡，利用透鏡可以將物體點(diǎn)燃是因?yàn)槠鋵?duì)光有作用。此類透鏡應(yīng)用非常廣泛，用它制作的眼鏡片可以用來(lái)矯正視眼。7．（2024?金牛區(qū)模擬）2023年6月6日是全國(guó)“愛(ài)眼日”，班級(jí)開(kāi)展了主題為“關(guān)注普遍的眼健康”的活動(dòng)。小明同學(xué)認(rèn)識(shí)到由于長(zhǎng)期沒(méi)有注意健康用眼，以至他戴上了近視眼鏡；不戴眼鏡時(shí)，遠(yuǎn)方物體在他眼中成像會(huì)在視網(wǎng)膜方，矯正近視眼應(yīng)佩戴透鏡（選填“凹”或“凸”）。8．（2024?武侯區(qū)模擬）每年6月6日是全國(guó)“愛(ài)眼日”，眼睛是心靈的窗戶，我們應(yīng)該保護(hù)好自己的眼睛。與視力正常的眼睛相比，近視眼的晶狀體更；老年人易患遠(yuǎn)視眼，看不清近處物體，看近處物體時(shí)，物體成像在視網(wǎng)膜的面。9．（2024?貴溪市一模）如圖所示，是小明在顯微鏡下觀察到的洋蔥表皮細(xì)胞。顯微鏡的目鏡是一個(gè)鏡，裝有洋蔥表皮的玻片到顯微鏡物鏡的距離u與其焦距f之間的關(guān)系是。10．（2024?松江區(qū)二模）小明發(fā)現(xiàn)自己戴的近視眼鏡的鏡片是一塊凹透鏡，于是他查閱相關(guān)資料得知：①物體通過(guò)凹透鏡成縮小的像，且物距越大、像距越大、像越小；②同一物體，物距相同時(shí)，通過(guò)焦距越小的凹透鏡，所成的像越?。虎劢曆坨R的鏡片度數(shù)與其焦距的關(guān)系如表：焦距（米）鏡片度數(shù)25011000.52000.2500（1）分析表格數(shù)據(jù)中近視眼鏡的鏡片度數(shù)與其焦距的數(shù)量關(guān)系，可得結(jié)論：。（2）小明將近視眼鏡逐漸靠近紙上文字時(shí)，看到的文字大小將逐漸（選填“增大”或“減小”）。（3）小明分別將A、B兩副不同度數(shù)的近視眼鏡，放置在書(shū)籍前相同位置，通過(guò)鏡片觀察到不同的像，如圖（a）、（b）所示，請(qǐng)判斷哪副眼鏡的鏡片度數(shù)較高，并說(shuō)明理由：。11．（2022秋?許昌期末）如圖在“自制水滴顯微鏡”的實(shí)驗(yàn)中。（1）應(yīng)使紅箭頭、小水滴、凸透鏡在同一豎直直線上，且始終保持凸透鏡是水平的，眼睛離凸透鏡不要太近。（2）圖中的水滴相當(dāng)于凸透鏡，透過(guò)它應(yīng)該能看到一個(gè)（選填“正立”或“倒立”）、（選填“放大”或“縮小”）的箭頭，人眼通過(guò)顯微鏡觀察紅色箭頭時(shí)看到的是像（選填“實(shí)”或“虛”）。（3）若要使看到的像更大，應(yīng)該適當(dāng)（選填“增大”或“減小”）水滴與箭頭的距離，并調(diào)整凸透鏡的位置。12．（2023?楊浦區(qū)三模）如圖甲所示，眼球中晶狀體相當(dāng)于凸透鏡，視網(wǎng)膜相當(dāng)于光屏，晶狀體與視網(wǎng)膜間距是不變的，一般情況下人能看清遠(yuǎn)近不同的物體。小明為了探究人眼成像原理，制作了一個(gè)口徑不變的“注水凸透鏡”，通過(guò)注水或抽水改變凸透鏡的厚度，來(lái)模擬眼睛中晶狀體的變化。實(shí)驗(yàn)裝置如圖乙（a）所示，在透鏡的兩側(cè)擺放點(diǎn)燃的蠟燭和光屏，在光屏中央能看到清晰的像。將蠟燭移至離透鏡較近或較遠(yuǎn)位置時(shí)，小明發(fā)現(xiàn)光屏上的像模糊了，他一邊注入或抽出水，一邊觀察光屏上像直到最清晰為止，實(shí)驗(yàn)過(guò)程和現(xiàn)象如圖乙（b）（c）所示。（u3＞u1＞u2＞v）①分析比較圖乙（a）（b）（c）現(xiàn)象中物距與像距的大小關(guān)系，可得初步結(jié)論：當(dāng)凸透鏡成倒立縮小的實(shí)像時(shí)，。②分析比較圖乙（a）（b）（c）現(xiàn)象中“注水凸透鏡”厚度變化與物距關(guān)系，可得初步結(jié)論：凸透鏡成清晰實(shí)像時(shí)，像距相同，。③根據(jù)上述信息，試分析人看遠(yuǎn)處物體和看近處物體時(shí)晶狀體厚度情況。。參考答案及解析【自主學(xué)習(xí)】活動(dòng)一知識(shí)回顧1.會(huì)聚發(fā)散2.倒立縮小實(shí)像倒立放大實(shí)像正立放大虛像活動(dòng)二眼睛和照相機(jī)及其原理自學(xué)教材，完成下列問(wèn)題（1）倒立縮小實(shí)像大于2f倒立縮小實(shí)(2)晶狀體視網(wǎng)膜晶狀體視網(wǎng)膜【小結(jié)】是晶狀體視網(wǎng)膜眼睛與傳統(tǒng)照相機(jī)的比較:項(xiàng)目照相機(jī)眼睛結(jié)構(gòu)晶狀體視網(wǎng)膜調(diào)節(jié)作用變物距成像性質(zhì)U>2f，成倒立縮小的實(shí)像U>2f，成倒立縮小的實(shí)像活動(dòng)三視力的缺陷長(zhǎng)短現(xiàn)在有一個(gè)問(wèn)題需要大家解決：假如我的眼睛的晶狀體的調(diào)節(jié)功能不夠理想，也就是晶狀體過(guò)平或過(guò)凸，那又會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題呢？晶狀體過(guò)平，像成在視網(wǎng)膜后方；過(guò)凸，像成在視網(wǎng)膜前方活動(dòng)四視力的矯正利用凸透鏡或者凹透鏡矯正凸透鏡光屏用水透鏡及凸透鏡和凹透鏡演示視力的矯正【小結(jié)】（1）凹透鏡發(fā)散后（2）凸透鏡會(huì)聚前活動(dòng)五自學(xué)教材，完成下列問(wèn)題1.目物2.遠(yuǎn)近3.2【合作探究】1．【解析】AB、人的眼睛相當(dāng)于一架照相機(jī)，成的是倒立、縮小的實(shí)像；根據(jù)圖示可知，此時(shí)的像是倒立、縮小的實(shí)像，此時(shí)光源在二倍焦距之外，故AB錯(cuò)誤；C、光源遠(yuǎn)離透鏡時(shí)，物距變大，像距變小，要將光屏靠近透鏡才能再次得到清晰的像，故C正確；D、近視眼的成因是像成在了視網(wǎng)膜的前方，此時(shí)會(huì)聚能力變強(qiáng)，所以應(yīng)該向透鏡內(nèi)注水，故D錯(cuò)誤?！敬鸢浮緾。2．【解析】雨過(guò)天晴，天空出現(xiàn)了美麗的彩虹，這是由于太陽(yáng)光照到空氣中的小水滴上，被分解為絢麗的七色光，即光的色散。拿出手機(jī)對(duì)彩虹拍照，物體在凸透鏡二倍焦距以外，成倒立、縮小的實(shí)像，不注意用眼衛(wèi)生，患上近視是因?yàn)榫铙w變厚，對(duì)光線的會(huì)聚能力增強(qiáng)，像成在視網(wǎng)膜的前方，形成了近視眼，圖乙是近視眼成像光路圖，要矯正近視眼需要使光線發(fā)散一些，由于凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用，故用凹透鏡來(lái)矯正?！敬鸢浮可ⅲ坏沽?；乙；凹。3．【解析】（1）小明把自己的近視眼鏡和同學(xué)曉宇的眼鏡都放在桌面的書(shū)上，通過(guò)甲透鏡，書(shū)上的字變大了，說(shuō)明甲是凸透鏡，通過(guò)乙透鏡書(shū)上的字變大小，說(shuō)明乙是凹透鏡，凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用，可以矯正近視眼，所以乙是小明的近視眼鏡；（2）由圖丙可知，物距小于像距，可以成倒立、放大的實(shí)像，其應(yīng)用是投影儀；若保持蠟燭與白墻間距不變，向右移動(dòng)眼鏡，當(dāng)物距等于原來(lái)的像距，像距大于一倍焦距小于二倍焦距時(shí)，等于原來(lái)的物距，成倒立縮小實(shí)像；（3）小明將圖中另一副眼鏡放置在蠟燭和眼鏡之間，凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用，使會(huì)聚的光線推遲會(huì)聚，若不改變蠟燭和眼鏡的位置，要在白墻上成清晰的像，可在蠟燭和眼鏡之間放置一個(gè)凹透鏡。【答案】（1）乙；（2）投影儀；右；（3）凹透鏡。【當(dāng)堂檢測(cè)】1．【解析】人眼的晶狀體和角膜相當(dāng)于凸透鏡，視網(wǎng)膜相當(dāng)于光屏，外界物體在視網(wǎng)膜上成倒立縮小的實(shí)像，故ABD錯(cuò)誤，C正確?！敬鸢浮緾。2．【解析】A、近視眼的成像原理是光的折射，小孔成像的原理是光的直線傳播，原理不同，故A錯(cuò)誤；BC、近視眼是因?yàn)榫铙w太厚折光能力太強(qiáng)，或者眼球前后半徑太長(zhǎng)，使遠(yuǎn)處物體的像落在視網(wǎng)膜前，看不清遠(yuǎn)處的物體，需要配戴凹透鏡進(jìn)行矯正，故BC正確；D、正常人眼的明視距離是25厘米，為預(yù)防近視，讀寫(xiě)時(shí)眼睛與書(shū)本的距離應(yīng)保持在25cm左右，故D正確?！敬鸢浮緼。3．【解析】A、該系統(tǒng)的光學(xué)元件相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，故A正確；B、系統(tǒng)功能與人眼相似，成的是倒立、縮小的實(shí)像，故B錯(cuò)誤；C、周圍景物通過(guò)該系統(tǒng)成像時(shí)，景物到鏡頭的距離大于鏡頭的2倍焦距，故C正確；D、該系統(tǒng)的成像原理與照相機(jī)的成像原理相同，故D正確?！敬鸢浮緽。4．【解析】A、投影儀的透鏡為凸透鏡，故A錯(cuò)誤；B、投影儀成像規(guī)律是物距處于一倍焦距和二倍焦距之間，像距大于二倍焦距，所以手機(jī)到透鏡的距離為一倍焦距和二倍焦距之間，故B錯(cuò)誤；C、投影儀成倒立、放大的實(shí)像，故C錯(cuò)誤；D、根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律“物近像遠(yuǎn)，像變大”，所以要使像變大，需要減小手機(jī)到透鏡間的距離，故D正確。【答案】D。5．【解析】AC、顯微鏡的目鏡和物鏡都是凸透鏡，目鏡相當(dāng)于放大鏡，成正立的放大的虛像，物鏡相當(dāng)于投影儀，成倒立的放大的實(shí)像，故A正確，C不正確；BD、天文望遠(yuǎn)鏡的目鏡和物鏡都是由凸透鏡組成，目鏡相當(dāng)于放大鏡，成正立的放大的虛像，物鏡相當(dāng)于照相機(jī)，成倒立縮小的實(shí)像，故B、D正確；【答案】C。6．【解析】由于凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用，可以把冰塊削成凸透鏡，把太陽(yáng)光會(huì)聚在焦點(diǎn)上，就可以點(diǎn)燃物體。遠(yuǎn)處物體通過(guò)人眼所成的像成在視網(wǎng)膜的后方，為遠(yuǎn)視眼。為了使像成在視網(wǎng)膜上，需要佩戴對(duì)光線具有會(huì)聚作用的凸透鏡。【答案】會(huì)聚；遠(yuǎn)。7．【解析】與視力正常的眼睛相比，近視眼的晶狀體，對(duì)光線的會(huì)聚能力較強(qiáng)，使像成在視網(wǎng)膜的前方，要想看清遠(yuǎn)處的物體，讓光線發(fā)散一些，使用凹透鏡進(jìn)行矯正，使像成在視網(wǎng)膜上?！敬鸢浮壳?；凹。8．【解析】與視力正常的眼睛相比，近視眼的晶狀體更厚，折光能力更強(qiáng)；老年人易患遠(yuǎn)視眼，看不清近處物體，看近處物體時(shí)，眼球晶狀體的曲度過(guò)小，光線通過(guò)晶狀體折射后形成的像，就會(huì)落在視網(wǎng)膜的后方造成遠(yuǎn)視眼?！敬鸢浮亢?；后。9．【解析】（1）顯微鏡的兩個(gè)鏡頭都裝有凸透鏡，故顯微鏡的目鏡是一個(gè)凸透鏡；（2）顯微鏡的物鏡成倒立、放大的實(shí)像，相當(dāng)于投影儀，故物距在一倍焦和二倍焦距以內(nèi)，即裝有洋蔥表皮的玻片到顯微鏡物鏡的距離u與其焦距f應(yīng)該滿足：f＜u＜2f。【答案】凸透；f＜u＜2f。10．【解析】（1）根據(jù)表格中