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江西省信丰县黄泥中学九年级物理 模拟眼球成像原理 近视的原因及矫正实验复习教案VIP免费

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模拟眼球成像原理近视的原因及矫正一、教学目标:1、通过可变焦凸透镜模拟眼球成像原理,使学生能认识眼睛成像过程。2、通过金属弹簧弹性实验模拟眼睛晶状体的变形,使学生认识近视形成的原因。3、通过透镜成像过程,模拟近视的矫正。二、实验内容1、实验内容:模拟眼球成像、近视的原因及矫正实验2、实验器材:透镜成像演示轨道、自制可变焦凸透镜、蜡烛、白纸板、自制金属弹簧、直尺、普通近视眼镜。3、原理、装置:(1)旋进挤压式变焦透镜基本原理及实验装置旋进挤压式变焦透镜,采用旋进挤压的方式,使透明胶体或透明液体在PVC管中腔体内的分布发生改变,从而实现变焦,腔体结构,其外管(内缧纹管)下表面为一层透明光学玻璃平板如图1,内管(外缧纹管)上表面固定有一层透明弹性薄膜如图2,将具有一定折射率的适量的透明胶体或透明液体充入腔体,利用旋进挤压,在保证液体体使积不变的条件下,使得透镜表面曲率半径发生变化,实现透镜焦距的变化如图3。图1图2图3当旋动内管时,若将透镜按空气中的薄透镜模型考虑,曲率半径与透镜光焦度有如下关系:Ø=1/f=n-1/R式中,R是透镜上表面的曲率半径,f是透镜的焦距,n为所选液体的折射率,由上式可见,所选液体的折射率越大,在曲率半径改变相同的情况下,透镜的光焦度越大,折光能力越强。图4是教学用模拟眼球成像实验的设计图。图4图5是教学用模拟眼球成像实验的场景图。图5(2)弹簧变形实验图片图6为学生在过度拉伸弹簧图64、实验准备:用PV管、橡胶膜、硅胶等自制一组可变焦凸透镜,用金属丝制作一组弹簧。三、实验教学设计思路眼睛成像原理、近视的原因和矫正是本节课的重点和难点,教材中的实验只是用了一个透镜来成像,不能演示眼睛为什么既能看清近处的物体又能看清远处的物体。学生对此存在疑惑。本实验使用了一组可变焦凸透镜,先固定透镜与光屏的距离,接着调节蜡烛与透镜的距离,使清晰的像落在光屏上。然后分别向前、向后移动蜡烛,再通过手动调节凸透镜的焦距,确保使清晰的像落在光屏上。整个过程完全模拟了眼睛观察物体时的调节过程。学生通过这样的观看这样的演示实验,对眼睛的成像原理就能很直观的认识清楚了。近视的形成的原因有两个:晶状体的凸度过大、眼球前后径过长。对于后者只要移动一下光屏和透镜的距离就可以演示清楚。但晶状体的凸度是怎么原因才变化的呢?学生对此是不太理解的。本实验用金属线圈的弹性变形现象来模拟晶状体的变形。先用直尺量一下金属线圈的长度,接着用力拉伸金属线圈迅速松开,再用力拉伸金属线圈较长时间后松开,分别比较这两种状况后的金属线圈的长度。由此模拟眼睛长时间看近处的物体,使晶状体长时间受压迫而使凸度变大,形成近视。调节增大凸透镜的凸度使清晰的像落在光屏的前面,接着用学生自己戴的近视眼睛放在凸透镜前,使清晰的像再次落在光屏上。通过这样的演示学生对于近视的形成和矫正就能很容易理解了。四、实验教学过程1、模拟眼睛成像原理演示实验:(演示)让学生双手前平举握书,慢慢把书靠近双眼,接着再缓缓离开双眼,整个过程眼睛始终注视书上的文字。问:你们的眼睛有什么感觉?你们知道这个过程中你的晶状体是怎样变化吗?下面我们就来模拟演示一下:在透镜轨道上把可变焦凸透镜放在蜡烛和光屏之间,先固定透镜与光屏的距离,请一名学生来调节蜡烛与透镜的距离,使清晰的像落在光屏上。接着让学生分别向前、向后移动蜡烛,另一名学生通过手动调节凸透镜的焦距,都能使清晰的像落在光屏上。2、模拟近视的形成的原因:(分组)让学生把书尽量靠近自己的双眼,仔细看清楚书本上的文字,保持1分钟。问:你们的眼睛现在有什么感觉呢?如果你们每天看书或看电脑都是用这样的方式那你的眼睛会怎样呢?下面我们也来模拟一下:我们的晶状体是有弹性的,可以在一定限度内自动调节。但这个调节也要有限度,如果超过这个限度,晶状体就不能恢复到原来状态了,使晶状体的凸度变大,就无法看清楚远处的物体。我们用这个弹簧来模拟晶状体,先用直尺量一下它的长度并记录;接着用力拉一下弹簧然后迅速松开,再用直尺量一下它的长度并记录;然后再用力拉一下弹簧过10秒再松开...

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