八年級物理上冊 4.4-4.5照相機與眼球 視力的矯正 顯微鏡與望遠鏡學(xué)案 （新版）蘇科版.doc

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照相機與眼球 視力的矯正 顯微鏡與望遠鏡 【學(xué)習(xí)目標】 1.了解照相機的成像原理； 2.了解眼球的成像原理； 3.知道近視眼、遠視眼的成因及矯正； 4.了解顯微鏡、望遠鏡的基本構(gòu)造和成像原理。 【要點梳理】 要點一、照相機與眼球 1、照相機的原理：利用凸透鏡能成倒立、縮小、實像的原理制成的。 2、視物原理：晶狀體相當(dāng)于照相機的鏡頭，視網(wǎng)膜相當(dāng)于照相機內(nèi)的膠片。來自物體的光通過晶狀體成像于視網(wǎng)膜上，視覺神經(jīng)把信息傳到大腦，從而就產(chǎn)生了視覺。 3、人眼的自動調(diào)節(jié)：人眼可以通過調(diào)節(jié)肌肉的松緊來改變晶狀體的彎曲度，即改變晶狀體的焦距，使物體仍能在視網(wǎng)膜上成清晰的像。 4、明視距離：正常眼睛觀察近處物體最清晰而又不疲勞的距離大約是25cm，這個距離叫明視距離。 要點詮釋： 1、如圖所示，照相機的鏡頭和眼球都相當(dāng)于凸透鏡，成倒立、縮小的實像。 2、從圖中可以看出，一只眼的觀察范圍大約是150，而兩只眼的觀察范圍就接近180。人的兩眼觀察范圍有很大一部分是相互重疊的。人只有同時使用兩只眼睛，才能準確地判斷物體的前后距離。 要點二、近視眼和遠視眼的成因及矯正 1、近視眼和遠視眼： 近視眼 遠視眼 表現(xiàn) 只能看清近處的物體，看不清遠處的物體。 只能看清楚遠處的物體、看不清近處的物體。 成因 晶狀體變得太厚，折射光的能力太強或由于眼球在前后方向上太長，視網(wǎng)膜距晶狀體過遠，來自遠處的光會聚在視網(wǎng)膜之前，視網(wǎng)膜上得不到清晰的像。如圖： 晶狀體太薄，折光能力太弱，或者是眼球在前后方向上太短，來自近處物體的光線發(fā)散程度較大，光會聚到了視網(wǎng)膜之后。 矯正 2、眼鏡： （1）焦度：透鏡的焦距越短，折光本領(lǐng)越大，透鏡焦距的倒數(shù)叫透鏡焦度。用φ表示即： （2）焦距以米為單位時，焦度的單位是屈光度。眼鏡度數(shù)是屈光度數(shù)乘以100。如焦距為1/5m的凸透鏡，焦度為5屈光度，用它做成的遠視鏡片為+500度。 （3）度數(shù)：遠視鏡的度數(shù)為正數(shù)，近視眼的度數(shù)為負數(shù)。 要點詮釋： 1、近視眼的遠點為有限距離，近點也比正常眼近，遠視眼的近點變遠。 2、近視眼是因為眼睛調(diào)節(jié)能力減弱或是眼球前后過長造成的，近視眼應(yīng)選用適當(dāng)度數(shù)的近視鏡片進行矯正，近視眼鏡是由凹透鏡制成的。 3、矯正遠視眼，增強對光的折射作用?？膳浯饔猛雇哥R制成的遠視眼鏡，使入射的光線經(jīng)凸透鏡折射后進入眼睛，會聚點就能移到視網(wǎng)膜上。 要點四、望遠鏡 1、作用：能使遠處的物體在近處成像。 2、伽利略望遠：由一個凹透鏡（目鏡）和一個凸透鏡（物鏡）構(gòu)成。 3、開普勒望遠鏡： （1）構(gòu)造：由兩個凸透鏡組成，靠近被觀察物體的叫物鏡，焦距較長；靠近眼睛的叫目鏡，焦距較短。 （2）成像原理：由于從天體上各點射到物鏡上的光可以看作是平行光，經(jīng)物鏡折射后，在物鏡焦點外很近的地方，得到天體的倒立縮小的實像。目鏡的前焦點和物鏡的后焦點重合在—起，所以天體通過物鏡所成的實像，位于目鏡的一倍焦距以內(nèi)。這個倒立的縮小的實像對目鏡來說是物體，它經(jīng)目鏡所成的像是放大的虛像。 4、反射式望遠鏡： （1）構(gòu)造：物鏡是凹面鏡，目鏡是凸透鏡組成， （2）成像原理：物鏡的焦點前面放置了一個與主鏡成45度角的反射鏡，使經(jīng)物鏡反射后的會聚光經(jīng)反射鏡以90度角反射出鏡筒后到達目鏡。 要點詮釋： 1、能看清楚物體“視角”非常重要。遠處的物體對我們眼睛的視角較小，所以遠處的物體看不清楚。望遠鏡的作用是把遠處的物體拉近，增大視角這樣就能看清楚遠處的物體了。 2、望遠鏡的物鏡的直徑越大，來自遠處的物體的光射到物鏡上的就越多，經(jīng)物鏡會聚后所成的像就越亮。這對于觀察天空中的暗星非常重要。 要點五、顯微鏡 1、構(gòu)造：目鏡、物鏡、載物片、反光鏡等幾部分構(gòu)成。如圖所示 2、目鏡和物鏡：目鏡和物鏡都相當(dāng)于凸透鏡，靠近物體的叫物鏡，焦距較短；靠近眼睛的叫目鏡，焦距較長，兩鏡間的距離是可以調(diào)節(jié)的。 3、成像原理：來自被觀察物體的光經(jīng)物鏡后，在目鏡的焦點以內(nèi)成倒立、放大的實像，這一實像又經(jīng)目鏡成正立、放大的虛像。如圖所示： 要點詮釋： 對于顯微鏡，要理解它的結(jié)構(gòu)由物鏡和目鏡組成，它兩次成像，一次成實像一次成虛像，放大倍數(shù)等于兩次放大倍數(shù)之積。 【典型例題】 類型一、近視眼的成因及矯正 1.小明進行“視力的矯正”探究活動，他將自己戴的近視眼鏡放在蠟燭與凸透鏡之間，如圖（甲）在光屏上得到了一個縮小倒立的清晰實像，拿開眼鏡后，光屏上的像變得模糊了。 （1）如圖（乙）所示的四幅小圖中，正確表示近視眼成像情況的是 圖，其矯正做法是 圖； （2）若圖中甲，取下近視眼鏡，為了在光屏上得到一個清晰的像，在保持燭焰和透鏡的位置不變的條件下，應(yīng)將光屏 。 A、保持在原來位置 B、靠近透鏡 C、遠離透鏡 D、無論怎么移動光屏都不能得到清晰的像 【思路點撥】近視眼的成因是物體的像落在了視網(wǎng)膜之前；近視鏡是凹透鏡，利用凹透鏡對光線有發(fā)散作用，使物體的光線經(jīng)過凹透鏡后，物體的像落在視網(wǎng)膜上。 【答案】（1）A；C；（2）B 【解析】（1）近視眼是由于像成在了視網(wǎng)膜的前方，是A圖，近視要用凹透鏡來矯正，是C圖。（2）拿走眼鏡后，就是近視眼的成因，像成在了視網(wǎng)膜（光屏）的前方，只能看清近處的物體。要想成清晰的像，物距不變應(yīng)該減小像距，故選B。 【總結(jié)升華】題目考查了近視眼的成因及矯正，近視眼是由于物體的像成在了視網(wǎng)膜的前方，近視要用凹透鏡來矯正。 舉一反三： 【變式】在做凸透鏡成像實驗時，一位同學(xué)摘下近視眼鏡放在蠟燭與透鏡之間（靠近透鏡），移動光屏，發(fā)現(xiàn)可以在光屏上成清晰的像，拿開眼鏡后，像變得模糊不清，把光屏向靠近凸透鏡的方向移動，又可以得到一個清晰的像。 （1）近視眼鏡的鏡片是 透鏡，對光有 作用。 （2）如圖是人的眼球結(jié)構(gòu)圖，與凸透鏡成像對比，人的眼球中的晶狀體相當(dāng)于 ，視網(wǎng)膜相當(dāng)于 。 （3）根據(jù)此實驗，簡要說明：近視眼看不清楚遠處物體的原因是 ；配戴近視眼鏡可以矯正近視眼的物理原理是 。 【答案】（1）凹透鏡；發(fā)散；（2）凸透鏡；光屏；（3）晶狀體折光能力太強，使遠處物體射來的光會聚在視網(wǎng)膜前（學(xué)生只要答出要點“晶狀體使遠處物體射來的光會聚在視網(wǎng)膜前”即可得分）；近視眼鏡是凹透鏡，對光有發(fā)散作用，可以使來自物體的光會聚在視網(wǎng)膜上（使物體的像成在視網(wǎng)膜上）。 類型二、遠視眼的成因及矯正 2.如圖所示，在A、B、C、D四種光路中，描述遠視眼的成像情況的是（　?。? 【答案】B 【解析】遠視眼是晶狀體曲度變小，會聚能力減弱，像呈在視網(wǎng)膜的后方，應(yīng)佩戴會聚透鏡，即凸透鏡進行矯正；由圖可知，選項AC像正好呈在視網(wǎng)膜上，選項D像呈在視網(wǎng)膜的前方，都不合題意，只有選項B符合題意。 【總結(jié)升華】正常眼，像恰好成在視網(wǎng)膜上，不需矯正；近視眼是晶狀體會聚能力增強，像成在視網(wǎng)膜的前方，應(yīng)佩戴凹透鏡矯正；遠視眼是晶狀體會聚能力減弱，使像成在了視網(wǎng)膜的后面，需要佩戴凸透鏡進行矯正。 舉一反三： 【變式】如圖是遠視眼成像的示意圖，要使發(fā)光點S發(fā)出的光會聚在視網(wǎng)膜上成清晰的像S，下面哪種方法能達到目的？（　?。? A．在眼睛前放一塊合適的凸透鏡 B．在眼睛前放一塊合適的凹透鏡 C．發(fā)光點的位置向右移 D．發(fā)光點的位置向上移 【答案】A 類型三、眼鏡的度數(shù) 3.用一個焦距為0.5m的凸透鏡做眼睛的鏡片，它的度數(shù)是 度一個-200度的眼鏡的鏡片，它的焦度是 m-1，它的焦距是 m。 【思路點撥】眼鏡的度數(shù)等于焦距倒數(shù)的100倍；透鏡焦距的倒數(shù)叫做透鏡的焦度，眼鏡片的度數(shù)，就是鏡片的透鏡焦度乘100的值；遠視鏡片的度數(shù)是正數(shù)，近視鏡片的度數(shù)是負數(shù)。 【答案】+200；-2；-0.5 【解析】凸透鏡（遠視鏡片）的度數(shù)是正數(shù)，凹透鏡（近視鏡片）的度數(shù)是負數(shù)。 焦距為0.5m的凸透鏡的焦度： 鏡片的度數(shù)是焦度乘以100，所以凸透鏡的度數(shù)是：+200度 -200度的眼鏡除以100就是焦度： 據(jù)公式： 可得： 【總結(jié)升華】題目考查了透鏡的焦距、焦度以及度數(shù)之間的關(guān)系。主要是掌握焦度公式的應(yīng)用，還要注意凸透鏡和凹透鏡的鏡片，度數(shù)的正、負。 舉一反三： 【變式】調(diào)節(jié)眼睛的晶狀體，可以使不同遠近的物體在視網(wǎng)膜上成清晰的像。眼睛調(diào)節(jié)的兩極限點叫做遠點和近點。正常眼睛的遠點在 處，近點在 處，正常眼睛觀察近處的物體最清晰而不疲勞的距離叫做 。透鏡焦距的倒數(shù)叫透鏡焦度（也就是通常我們所說是“度數(shù)”），焦度是+300度和-200度的眼睛片，屬于近視鏡片的是 。眼鏡的度數(shù)表示 。度數(shù)越大，表示鏡片發(fā)散或會聚光線的本領(lǐng) 焦距為0.5m的凸透鏡的度數(shù)為 度，+500度眼鏡片的焦距為 。 【答案】無窮遠；大約10cm；明視距離；-200；鏡片折射光的本領(lǐng)的大??；大；+200；0.2m 類型四、顯微鏡和望遠鏡 4.下列關(guān)于顯微鏡和望遠鏡的說法不正確的是（　?。? A．所有的望遠鏡都是由兩個凸透鏡做成的 B．望遠鏡的物鏡可以是凹面鏡 C．望遠鏡的物鏡（凸透鏡）成縮小的實像 D．使用顯微鏡觀察物體，看到的是物體被兩次放大之后的虛像 【答案】A 【解析】用透鏡作物鏡的望遠鏡。分為兩種類型：由凹透鏡作目鏡的稱伽利略望遠鏡；由凸透鏡作目鏡的稱開普勒望遠鏡。A故錯誤。觀察天體物理方面，一般采用反射式望遠鏡，采用凹面鏡做物鏡。故B正確。望遠鏡是由兩組透鏡組成，靠近眼睛的叫做目鏡，靠近被觀測物體的叫做物鏡，物鏡的作用是使遠處的物體在焦點附近成縮小的實像。故C正確。顯微鏡的物鏡和目鏡都是凸透鏡，把標本放在物鏡的二倍焦距和一倍焦距之間，這樣得到一個放大的實像，那么這個放大的實像正好成在目鏡焦點以內(nèi)，由凸透鏡成像規(guī)律可知，當(dāng)u＜f時，成正立放大的虛像。故正確。 【總結(jié)升華】此題考查望遠鏡和顯微鏡的成像特點和望遠鏡的基本類型，大部分學(xué)生認為望遠鏡的物鏡和目鏡都是凸透鏡，這一點是錯誤的。 舉一反三： 【變式】關(guān)于顯微鏡和望遠鏡，下列敘述中錯誤的是（　?。? A．用顯微鏡觀察物體時，物體應(yīng)放在物鏡的焦點之外 B．通過顯微鏡的目鏡觀察到的是物體的實像 C．遠處物體通過望遠鏡的物鏡成的是一個縮小的實像 D．用望遠鏡觀察物體時，觀察者感覺遠處的物體被拉近了 【答案】B