資源簡介

4.3　神奇的“眼睛”
第1課時　眼睛和眼鏡
1．物理觀念：
(1)了解眼睛的結構和眼睛視物的基本原理；
(2)知道近視眼、遠視眼的成因和矯正方法。
2．科學探究：
(1)通過實驗探究眼睛視物原理；
(2)實驗探究視力的矯正。
3．科學思維：
(1)利用凸透鏡成像模擬人眼視物原理，體會建構物理模型的重要作用；
(2)通過已有知識解釋近遠視眼的矯正方法，提高分析和解決問題的能力。
4．科學態度與責任：
(1)具有團隊合作意識，培養實事求是的科學態度；
(2)通過了解視力的成因，使學生具有保護視力的意識，注意用眼衛生。
重點：眼睛的構造及視力的矯正。
難點：通過實驗探究視力的矯正方法。
趣味導入
你們的眼睛可真好看，里面有晴雨、日月、山川、江河，當然，還有我。今天，我們就一起來學習神奇的眼睛。眼睛是如何看到這些美好的事物呢？帶著這個疑問，讓我們一起走進眼睛的內部世界吧！
任務一　眼睛
1．眼球的結構：
請觀察晶狀體，你覺得它和我們之前學過的哪種光學元件相似呢？凸透鏡是可以成像的，而觀察像需要借助光屏，在眼球的結構圖中，哪部分可看成是光屏呢？
2．眼睛的視物原理
打開“F”光源，在光屏上成清晰的像，表示此時人眼可以看清這個物體。將物體遠離凸透鏡，請觀察，光屏上還有清晰的像嗎？根據前面所學的凸透鏡成像的規律，此時像的位置在哪兒呢？
可是，視網膜和晶狀體的位置是不可改變的，如果想使光屏上再次成像，可以怎么辦呢？請同學們回憶一下，凸透鏡成像時，像距除了與物距有關，還與什么有關呢？既然跟焦距有關，那我們就可以通過改變什么來使光屏上再次成像呢？
若要在光屏上再次成像，像要左移，那么凸透鏡會聚能力要減弱，凸透鏡的焦距要變大還是變小呢？
老師這里有一些不同焦距的凸透鏡，我想請一位同學來幫我一起完成這個實驗。
凸透鏡不合適可以更換，而人眼是不可隨意更換的，那人眼究竟是如何看到物體的呢？播放看物體遠離人眼動畫，邊講邊操作。
播放動畫：睫狀體對晶狀體的調節。
人眼是通過睫狀體來調節晶狀體的厚度改變焦距來看到物體的。
任務二　近視眼
如果物體遠離人眼，晶狀體的厚度應該如何調節呢？
先通過實驗來模擬物體由近及遠的過程中像的變化，再播放動畫與實驗一一對應，體現出動畫的真實性。
物體遠離人眼，成像在視網膜前，根據前面的分析，此時凸透鏡的焦距要變大，那么晶狀體應該變厚還是變薄？
讓學生操作物體遠離人眼動畫，邊講邊操作。但是晶狀體的厚度改變能力有限，神奇的眼睛也有無能為力的時候啊！這個眼睛看不清遠處的物體，我們稱之為近視眼。
1．近視眼：看不清遠處物體，遠視眼成像在視網膜前，是因為晶狀體的會聚能力太強，我們可以幫忙增大它的發散能力嗎？
2．加焦距合適的凹透鏡，此時成像在視網膜上。所以凹透鏡可以幫助近視眼看清遠處物體。
任務三　遠視眼
如果物體靠近人眼，晶狀體的厚度應該如何調節呢？
先通過實驗來模擬物體由遠及近的過程中像的變化，再播放動畫與實驗一一對應，體現出動畫的真實性。
物體靠近人眼，成像在視網膜后，根據前面的分析，此時凸透鏡的焦距要變小，那么晶狀體應該變厚還是變薄？讓學生操作物體遠離人眼動畫，邊講邊操作。
1．這個眼睛看不清近處的物體，我們稱之為遠視眼。
2．加焦距合適的凸透鏡，此時成像在視網膜上。所以凸透鏡可以幫助遠視眼看清近處物體。
課堂小結：正常的眼睛看遠處的物體是有局限的，有些微小的物體也看不見，于是人們制成了許多光學儀器，如望遠鏡、顯微鏡，就像特殊而神奇的眼睛，拓展我們肉眼的功能。這些內容將留在下節課跟大家一起學習。
第三節　神奇的“眼睛”
第1課時　眼睛和眼鏡
1．眼睛的構造：角膜、晶狀體、視網膜等
2．成像原理：倒立、縮小的實像
3．近視眼
4．遠視眼
本節課通過直觀教學手段和互動討論的方式，引導學生理解了人眼的成像原理、近視與遠視的矯正方法。
第2課時　透鏡的應用
1．物理觀念：
(1)了解凸透鏡成像在生活中照相機、投影儀和放大鏡的應用；
(2)了解顯微鏡、望遠鏡的工作原理。
2．科學思維：
學會觀察和分析生活中有關物理知識的實例與實驗現象，具有初步的觀察能力、分析概括能力。
3．科學探究：
通過實踐和探究，讓學生感覺科學就在身邊。培養學生對科學的求知欲，樂于探索自然現象和日常生活中的物理學道理的精神，樹立正確的世界觀和唯物主義觀。
4．科學態度與責任：
培養學生觀察思考，勇于發現樂于探究的學習習慣，以及應用物理知識解決實際問題的能力。
重點：了解放大鏡、照相機、投影儀等光學儀器的工作原理；
難點：放大鏡、照相機、投影儀等在實際生活中的應用。
趣味導入
每當我們看到美麗的景物時就忍不住用照相機將它們拍攝下來，那么你知道相機的原理是什么嗎？相機的鏡頭是由一組透鏡組成的，相當于一個凸透鏡，凸透鏡在生活中還有著非常廣泛的應用。
任務一　放大鏡
【教師活動】請同學們用桌面上的凸透鏡靠近課本，觀察課本上的字，你看到了什么現象？
【學生活動】字被放大。
【教師活動】再請大家判斷放大鏡的像與物是在放大鏡的同側，還是異側？是實像，還是虛像？
【學生回答】同側、虛像。
【教師活動】隔著凸透鏡看物體總是放大的嗎？(讓學生拿著凸透鏡看遠處的物體)
【教師引導學生總結】用放大鏡觀看近處的物體，物距小于焦距時才是放大的。
任務二　照相機
【教師提問】
(1)照相機的鏡頭相當于一個什么鏡？膠卷相當于什么？
(2)照相機的成像原理是利用了凸透鏡成像的什么規律？
【教師引導學生總結】
(1)鏡頭由一組透鏡組成，相當于一個凸透鏡，膠卷相當于光屏起到成像作用。
(2)成像原理：當物體位于凸透鏡的2倍焦距之外時，成倒立、縮小的實像。
活動三　投影儀
【教師活動】投影儀是教學中經常使用的儀器，它也是利用凸透鏡來成像的。下面我們一起來觀察一下投影儀的具體成像過程。
【師生活動】把投影儀的平面鏡取下，投影片正放在載物臺上。調節鏡頭直到天花板上得到一個清晰的圖像，指導學生觀察像的大小和正倒。
【教師提問】你們觀察到了什么？
【學生回答】我看到天花板上有一個放大的、倒立的像。
【教師講解】投影儀的鏡頭相當于一個凸透鏡，光源發出的光和反光鏡反射的光經過聚光鏡照亮投影片，前后調整鏡頭的位置，以及平面鏡的角度，屏幕上就會出現投影片上物體的倒立、放大的像。
投影儀成像特點：
(1)投影儀(或幻燈機)成倒立、放大的實像；
(2)像距大于物距；
(3)像與物位于凸透鏡的兩側。
【教師提出問題】要在屏幕上得到正立、放大的圖像，應如何放置幻燈片？
【教師引導學生回答】要看到正立的像，投影片要倒著放在載物臺上。
活動四　顯微鏡
【教師活動】顯微鏡的目鏡和物鏡都是凸透鏡。用顯微鏡可以觀察微生物、細胞等人眼無法看見的物體。
【學生活動】學生閱讀課本，了解顯微鏡的發展。
【教師補充】
目前通用的電子顯微鏡的放大倍數可達50萬倍，借此人類能觀察許多物體的細微結構；用隧道顯微鏡甚至可以看到金屬原子。納米技術就是在隧道顯微技術的基礎上才得以發展的。
顯微鏡是增大觀察微小物體視角的。顯微鏡的目鏡和物鏡都是凸透鏡。物鏡的焦距短，目鏡的焦距較長。物體放在物鏡焦點與兩倍焦距之間、接近焦點，物鏡所成的實像在目鏡的焦平面上，目鏡中看到的是虛像。
顯微鏡的物鏡焦距要短的原因之一是取得較大的放大率，鏡筒也可做得短一些，用起來方便；原因之二是物鏡可以更接近物體，因此進入鏡筒的光通量可以增多，像容易看得清楚一些。
顯微鏡的目鏡焦距要大于物鏡的焦距，但不可過大，因為焦距過大將降低顯微鏡的放大率，而且要用較長的鏡筒，使用起來不夠方便。
活動五　望遠鏡
【教師提問】同學們知道望遠鏡的功能嗎？
【學生回答】看遠處的物體。
【教師活動】有一種望遠鏡是由兩組凸透鏡組成的。物鏡的作用是使遠處物體在焦點附近成實像，目鏡的作用相當于一個放大鏡，用來把這個像放大。
【教師提問】物體距離物鏡很遠，它的像卻離物鏡很近，根據前面探究的結果，這樣所成的像是縮小的！為什么使用望遠鏡觀察物體時會感到物體被放大了？
【教師活動】我們能不能看清一個物體，它對我們的眼睛所成的“視角”的大小十分重要。望遠鏡所在的像雖然比原來的物體小，但它離我們的眼睛很近，再加上目鏡的放大作用，視角可以變得很大。
【教師補充】望遠鏡物鏡的直徑比眼睛的瞳孔大得多，這樣它可以會聚更多的光，使得所成的像更加明亮。這一點在觀測天空中的暗星時非常重要。現代天文望遠鏡都力求把物鏡的口徑加大，以求觀測到更暗的星。除了凸透鏡外，天文望遠鏡也常用凹透鏡作物鏡。
課堂小結：通過這節課的學習，我們了解了放大鏡、照相機、投影儀、顯微鏡和望遠鏡的結構、工作原理。
第2課時　透鏡的應用
1．放大鏡：成正立、放大的虛像
2．照相機：成倒立、縮小的實像
3．投影儀：成倒立、放大的實像
4．顯微鏡：物鏡相當于投影儀，成倒立、放大的實像；目鏡相當于放大鏡，成正立、放大的虛像
5．望遠鏡：物鏡相當于照相機，成倒立、縮小的實像；目鏡相當于放大鏡，成正立、放大的虛像
讓學生了解凸透鏡在生活中的應用，并嘗試根據規律詮釋一些現象，使學生認識到物理知識在生活中的應用，增強學生學習物理的興趣。

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