3.7 眼睛与光学仪器
第一课时
【教学目标】：
1.知识与技能
了解眼睛的构造，知道眼睛是怎样看见物体的。
了解眼镜是怎样矫正视力的。
2.过程和方法
通过探究分析怎样矫正近视眼与远视眼
尝试应用已知的透镜对光线的作用和凸透镜成像规律等科学知识来解决相关问题、解释有关现象，获得初步的分析能力
3.情感、态度、价值观
通过课堂教学和课外主题活动，使学生具有眼保健意识
有将科学规律、科学技术应用于日常生活的意识
【教材分析】
本节主要是通过观察、实验让学生认识：光的折射现象和光的折射规律及其在实际生活中的有关应用。共安排了4个活动和1个信息浏览。光的折射属于光在两种介质中的传播问题，本节也是按照：现象――规律――应用的线索。这是的应用主要指透镜对光路的控制作用。
【教材分析】
本节主要是通过观察、实验让学生认识：光的折射现象和光的折射规律及其在实际生活中的有关应用。共安排了4个活动和1个信息浏览。光的折射属于光在两种介质中的传播问题，本节也是按照：现象――规律――应用的线索。这是的应用主要指透镜对光路的控制作用。
【教学重难点】
1. 重点：眼睛成像原理和调节作用、近视眼和远视眼的矫正
2. 难点：眼睛的调节作用、近视眼和远视眼的矫正
【教学方法】：探究性学习（以启发式为主，在教师引导下学生自主探索知识）
【教具】：视力表；实物投影仪，小气球，眼球模型；眼睛的构造和成像原理挂图、投影片；远视眼及其矫正的挂图；度数不同的近视眼镜、远视眼镜；
【学具】：度数不同的近视眼、远视眼镜（可用焦距不同的凸透镜、凹透镜代替）；蜡烛；光具座；凸透镜；火柴（四人/组）
【教学过程】
一、引入新课：
同学们都有一双眼睛，你们能否想象出，人是如何通过眼睛去观察周围丰富多彩的世界？我们很多同学都喜欢照相，那么照相机（出示）是怎样给你留下成长的足迹、精彩的瞬间的呢？为了解决你的问题，我们一起来学习和研究与照相机、眼睛、眼镜相关的知识。
二、新课教学：
（一）、眼睛是怎样看见物体的
1、眼睛的结构
我们一起来观察我们眼睛的结构，来解决“眼睛为什么能看见物体”这个问题。
（1）、学生阅读课本：了解眼睛结构图，并结合生物挂图眼睛成像原理图，与同学们一起探讨、分析，再与照相机比较，最后得出眼球的成像原理：
(2)、设问：人的眼睛就像一架神奇的照相机，请问：人眼的凸透镜，光屏在哪里？
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(3)、小结：晶状体、角膜等组织共同作用相当于一个凸透镜，从物体发出的光线经过它会聚成像在视网膜上（相当于智能的光屏），再通过视觉神经把信息传到大脑，从而产生视觉。（放映物理教学参考资料光盘中眼睛成像动画）
2、眼睛的调节
（1）、活动：在黑板上出示视力表，请一位视力好的同学分别站在第一排、第三排、最后一排都能看清同一个“E”字。
（2）、设问：用凸透镜使距离不同的物体成像，像（光屏）与透镜之间的距离会不同。而用眼睛看清远近不同的物体时，在视网膜上都成清晰的像，而眼球大小没有变化，即像与凸透镜之间的距离不变，这不是与凸透镜的成像规律有矛盾吗？
（3）、学生阅读课本：眼睛的调节（课本P.72）
（是晶状体在改变形状和焦距。（老师用气球模拟）
(4)、小结：眼睛在看远近不同的物体时晶状体在睫状体的作用下，改变厚薄，从而改变了眼睛晶状体的焦距（即调焦）。请大家用桌面上的几个凸透镜和带来的水透镜（盛有水的透明塑料袋），实际感受一下晶状体的厚薄与焦距关系，以及如何调焦。
讨论出凸透镜厚焦距短，凸透镜薄焦距长
（5）、讲述：远眺时：睫状体放松，晶状体较薄，焦距较长，远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上，人便能看清楚远处的物体。近观时：睫状体收缩，晶状体较厚，焦距较短，近处物体射来的光又会聚在视网膜上，人便能看清楚近处的物体。（ 动画模拟眼睛在看远近不同的物体，在视网膜上都成清晰的像。）
（二）、近视眼和远视眼
1、学生活动：请班里所有视力不好的同学分两次看视力表中较小的“E”字（一次摘掉眼镜，一次戴上眼镜）谈谈有什么感觉（一次模糊，一次清晰）
2、设问;那么常见的视力缺陷有近视（中学生）和远视（老年人），是怎样形成的呢？生讨论出：主要是由于晶状体的调节功能不好引起的。
3、提问：我们是怎样去矫正的呢？
把凸透镜看作眼睛的晶状体，光屏看作是视网膜。给它“戴”上近视眼镜（远视眼镜），使烛焰在“视网膜”上成清晰的像，并准确标出光屏的位置。“取下”近视眼镜（原始眼镜），光屏上的像变模糊了，这就是近视眼所看到的像。前后移动光屏，使光屏上呈现清晰的像，并标出光屏这时的位置。
用度数不同的眼镜（应作好标记，并告诉学生度数越大焦距越短，光线折射时偏折越多，度数不同的眼镜也可以用光具座上的焦距不同的凸透镜、凹透镜代替。）进行实验
4、小结：近视眼镜是凹透镜，它的作用是将光发散，使像相对于晶状体向后移，从而将清晰的像落在视网膜上；远视眼镜是凸透镜，它的作用是将光会聚，使像相对于晶状体向前移，从而将清晰的像落在视网膜上。
（三）、研究近视眼镜和远视眼镜
1、设问：通过实验，同学们发现当给凸透镜（眼睛）戴上和拿下度数大小不同的镜片时，两次成清晰像时光屏移过的距离是一样的吗？
不同，镜片度数越大，两次成清晰像时光屏移过的距离越大，说明光线折射时偏折越多，也说明晶状体自身的调节功能越差，视力越差。
2、介绍眼镜的度数计算方法 ( 度数=100/f )f是焦距，单位用米（m）。请同学算一算200度的眼镜的焦距：f=？（0.5m）
（四）、本课小结：
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近视眼成的像在视网膜的前方，远视眼成的像在视网膜的后方。近视眼镜的作用是使像相对于晶状体向后移，从而使像能清晰的成在视网膜上。远视眼镜的作用是使像相对于晶状体向前移，从而使像能清晰的成在视网膜上。矫正近视眼所配戴的镜片是凹透镜，它的作用是将光发散，从而使像能清晰的成在视网膜上。矫正远视眼所配戴的镜片是凸透镜，它的作用是将光会聚，从而使像能清晰的成在视网膜上。
矫正近视眼所配戴的镜片是凹透镜，它的作用是将光发散，从而使像能清晰的成在视网膜上。
矫正远视眼所配戴的镜片是凸透镜，它的作用是将光会聚，从而使像能清晰的成在视网膜上。
（五）、课后作业：1、预习“望远镜和显微镜”
2、人眼的晶状体相当于凸透镜，当人观察物体时，物体在视网膜上所成的像是（ ）
A、正立、缩小的虚像 B 、正立缩小的实像
C、倒立、缩小的虚像 D、 倒立缩小的实像
（2）有两个同学都是近视眼，甲视力0.4，乙视力0.8,他们眼睛的晶状体有什么不同?他们要矫正视力,佩戴的近视眼镜有什么不同?眼睛度数谁高?度数高说明什么? 医学上可以采取激光的方法医治近视眼，你猜猜这种从物理的角度是做什么？
（3）f = 1m的近视眼镜，它的度数是多少？
第二课时
【教学目标】：
知识与技能：了解望远镜和显微镜和主要组成和基本原理。
过程与方法：1、学习从物理现象中归纳科学规律的方法，通过两个透镜的组合，培养发散思维的能力。
2、尝试应用已知的科学规律解释具体问题，获得初步的分析概括能力。
情感态度与价值观。
通过探索活动，体验探究的乐趣，使学生乐于观察试验。
了解望远镜和显微镜的发展历程，初步认识科学技术对于社会发展和人类生活水平的影响。
【教学重点与难点】
重点：显微镜、望远镜的原理。
难点：如何让学生通过两个透镜组合得出显微镜、望远镜的成像情况以及原理。
显微镜、望远镜的结构是如何满足组合出的两个透镜成像原理的。看清物体与视角的关系。
【教学方法】：探究性学习（以启发式为主，在教师引导下学生自主探索知识）
【教具】：显微镜、望远镜，焦距为50mm和300 mm的凸透镜各一个，焦距是-75mm
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的凹透镜一个，（以上透镜在“JZ507型光具座”选取） 滴管一个，磁带盒一个，小烧杯一个，少许清水，带有箭头的白纸一张
【教学过程】：复习提问，引入新课
1、引入：探索是人与生俱来的天性，要探索就需要观察，要观察就要借助眼睛，并期望加以扩展，正是透镜的发明和使用，才使人类的这种愿望得以实现。
2、提问：透镜有几种？哪两种？
学生活动：判断所给器材中的凹透镜和凸透镜
引用问题：利用透镜我们可以观察到不同的像，如果我们透镜组合起来观察物体，又会有怎样的发现呢？进行猜想。
我们用一个放大镜时，发现放大倍数有限，但当我们用两个放大镜组合，发现比刚才放大更多。
新课教学：一、望远镜
（一）、学生活动：通过两个透镜观察物体
发现通过两个透镜观察物体所看到的不同的像
要求说明：用的是哪两个透镜，如何观察，观察什么，看到的是怎样的像。
1、以f=50 mm的凸透镜为目镜，以f=300 mm的凸透镜为物镜（开普勒望远镜）调整目镜，观察远处，可观察到清晰的倒立的像。
2、 以f=300 mm的凸透镜为目镜，以f=50 mm的凸透镜为物镜（显微镜）调整目镜，观察细小物体，可观察到放大的虚像。
（二）、望远镜
1、介绍望远镜的构造
什么叫目镜？什么叫物镜？用望远镜观察远处的物体应注意什么？
靠近眼睛的是目镜（凹透镜），靠近被测物体的是物镜（凸透镜）。不能用望远镜直接观察太阳或其它强光源，否则会损伤眼睛。
2、望远镜的原理：
原理：物像：u＞2f 倒立 缩小的像.
目镜：u＜f 正立、放大的像.
3、望远镜的应用
物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像.
目镜的作用相当于一个放大镜，用来把这个像放大.
我们能看清一个物体，它对我们的眼睛所成“视角”的大小十分重要，物体对眼睛所成视角的大小和物体本身大小有关，还和物体到眼睛的距离有关.
望远镜的物镜所成的像虽然比原来的物体小，但它离我们的眼睛很近，再加上目镜的放大作用.视角就可以变得很大.
望远镜的物镜直径比我们眼睛的瞳孔大得多，这样它可以会聚更多的光使得所成的像更加明亮.这一点在观测天空中的暗星时非常重要.现代天文望远镜都是力求把物镜口径加大，以求观测到更暗的星.
4、望远镜的类型
望远镜有伽利略望远镜、开普勒望远镜、牛顿式反射望远镜、哈勃太空望远镜.。还有普通望远镜、军事望远镜、红外线望远镜.
我们见到的普通望远镜和军事望远镜都是双筒的，是双筒望远镜，它的两个镜筒都是拐了弯的.在拐弯处分别安装了两个“全反射棱镜”.这种设计一方面缩短了镜筒的长度，再者经过那两块棱镜的两次反射也能使本来倒立的像正立过来.
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望远镜观看的对象在远处，无法移近，要看清楚就要尽可能多地收集远处物体发来的光，观察宇宙中的星体时更是要这样.因此望远镜的物镜总是做得尽可能大，用玻璃不可能制成直径很大的透镜.因为大块玻璃质地不均匀，会导致透镜折光不好，使看到的像有扭曲，为了消除凸透镜成像的缺点，牛顿发明了反射望远镜.它的物镜不用凸透镜而用凹面反射镜，也使光在目镜焦点处成实像.
在地面上用望远镜观察星空时，星体发来的光在穿过大气层的时候，要被吸收一些，还要受到不规则折射的影响，因此大大影响像的质量，为改进对星体的观察，1990年美国向太空发射了一台望远镜，叫哈勃太空望远镜.
（三）显微镜
在组合透镜实验中，我们也发现了利用两个凸透镜可以看到物体放大的虚像，———显微镜。
显微镜使物体经过两次放大，使肉眼看不到的小物体能看到.
物镜使物体成放大、实像，物距在二倍焦距和焦距之间；目镜使物体成放大、虚像，物距在焦距之内..显微镜的放大倍数等于物镜的放大倍数乘以目镜的放大倍数.
原理：物镜 f＜u＜2f
目镜 u＜f
（四）、显微镜和望远镜的区别
设问：显微镜和开普勒望远镜（天文望远镜）有什么相同和不同的地方呢？
相同的地方：它们的目镜、物镜都用的是凸透镜
不同的地方：显微镜的目镜焦距较长、物镜焦距很短
显微镜和望远镜都是由两组凸透镜组成，都叫物镜和目镜，但有不同的地方，显微镜的物镜，物距在二倍焦距和一倍焦距之间，成倒立放大的像.作用是使物体进行一次放大.望远镜的物镜，物距在二倍焦距以外，成倒立缩小的像，作用是把远处的物体与眼睛的距离拉近.目镜都起放大镜的作用.
（五）、小结：引导学生小结
显微镜构造：
①物镜 原理 f＜u＜2f
②目镜 原理 放大镜作用
望远镜构造：
①物镜 原理 u＞2f
②目镜 原理 放大镜作用
我们的世界因为有了望远镜和显微镜而看到的越来越远，越来越小，我们可以预见我们会看到得更多，这个世界是充满着奥秘的，有待于我们不断探索和研究。未来就在我们的掌握之中：）
三、作业布置：课本77页1、2、3、4、5、6
板书设计
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反思：1、从凸透镜成像规律知道，凸透镜能使物体成放大的实像，凸透镜又能成放大的虚像，引导学生去思考：先用一个凸透镜使物体成一放大的实像，然后再用另一个凸透镜把这个实像再一次放大，就能看清很微小的物体了，这就是显微镜的原理。教学时可以在投影片画一小物体，先让学生仔细观察投影片画面上的这个物体，再把投影片放到投影仪上，让学生观察屏幕画面上的这个物体，然后让学生拿着放大镜再去观察这个物体。说明这就是显微镜的原理，显微镜是利用两个透镜放大作用的组合制成的。这里可以让学生讲一讲感受。
2、影响视角的因素：
视角就是物体的头尾与眼睛的光心所张的角，视角越大，看物体就越清楚。视角的大小不仅和物体的大小有关，还和物体到眼睛的距离有关。请同学们想一想要看清楚物体该怎么办？
（生讨论）归纳：要想看清楚物体可从两方面入手：（1）、减小物体到眼睛的距离
（2）、增大物体在眼睛内的视角
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