Оптическая система глаза

ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ГЛАЗА

Интегрированный урок по биологии и физике.

Цели урока: формирование представлений о строении глаза и механизмах работы оптической системы глаза; выяснение обусловленности строения оптической системы глаза законами физики; выработка умений анализировать изучаемые явления; формирование бережного отношения к своему здоровью и здоровью окружающих.

Оборудование: таблицы «Орган зрения», «Глаз», модель «Глаз человека»; светособирающая линза, линза с большей кривизной, линза с малой кривизной, источник света, карточки с заданиями, экран.

ХОД УРОКА

I Организационный момент.

II Повторение.

Учитель биологии. Человек обладает системой ориентации в окружающем мире – сенсорной системой, которая помогает не только ориентироваться, но и адаптироваться к изменяющимся условиям среды. На предыдущем уроке вы начали знакомиться со строением органа зрения. Давайте вспомним этот материал. Для этого вы должны выполнить задание на карточке и ответить на вопросы.

Карточка 1

Рассмотрите рисунок. Против названий частей глаза проставьте соответствующую им цифру.

Радужная оболочка(4) Сетчатка(8) Прямая мышца глаза(5) Зрительный нерв(10) Сосудистая оболочка(7) Стекловидное тело(9) Белочная оболочка(2) Хрусталик(3) Слепое пятно(11) Роговица(1) Оболочка(6)

Вопросы па доске:

-Зачем человеку нужно зрение?

-Какой орган выполняет эту функцию?

-Где расположен глаз?

-Назовите оболочки глаза и их функции.

-Назовите части глаза, которые защищают его от повреждений.

А) На доске висит таблица «Орган зрения», на учительском столе – модель «Глаз человека». Собрав карточки с ответами учащихся, учитель биологии проверяет их заполнение, совместно с учащимися называя и показывая части глаза на модели или плакате.

Б) Учащиеся отвечают на вопросы, записанные на доске.

В)Учащимся выдается вторая карточка.

Карточка 2

Соедините стрелками названия отделов глаза и выполняемые ими функции.

Учитель биологии. Основываясь на знании анатомического строения глаза, назовите, какие части глаза могут выполнять оптическую функцию.

(Учащиеся, обращаясь к модели глаза, приходят к выводу, что оптическая система глаза состоит из роговицы, хрусталика, стекловидного тела и сетчатки.)

Учитель физики. Ребята, чтобы узнать работу глаза, обратимся к физическим процессам, происходящим в оптической системе глаза. Вначале вспомним, как называется вид материи, позволяющий видеть окружающий мир.

Для этого – загадка:

Влезет в окно,

Растянется как сукно.

Не прогонишь ни пестом,

Ни плетью, ни шестом.

Пора придет- сам уйдет.

(свет)

Учитель физики. В теме «Излучение» было изучено, что свет – это один из видов излучений. По определению астронома Гершеля «Зрение – это способность чувствовать раздражение сетчатки» т.е. Свет – это излучение, воспринимаемое глазом.

Вопрос: как изображение предмета получается на сетчатке глаза, диаметр которого 2.5см?

Учащиеся. Свет проходит внутрь глаза через зрачок и хрусталик. На сетчатке получается изображение предмета благодаря физическим явлениям и биохимическим процессам.

III Новый материал:

Учитель физики. В хрусталике происходит преломление света. Люди с давних времен заметили, что палка, опущенная в воду, как бы ломается, а вынутая – целая./ демонстрируется стакан с водой и карандаш в нем./ Учитель физики объясняет явление преломления по рисунку на плакате.

Вопрос: Почему нелегко попасть палкой в камень, лежащий в воде?

Ученик. На границе сред воздух- вода лучи света преломляются – меняют свое направление. Лучи в более плотной среде проходят ближе к перпендикуляру. Следовательно, ‹ α ‹ γ.

Работа по опоре : «Преломление света. линзы».

Учитель физики. Запишем основные вопросы по теме.

1. Луч света при переходе из одной прозрачной среды в другую преломляется, т.е. ход луча меняется.

Вопрос. Какую часть глаза напоминает устройство, которое представляет двояковыпуклую линзу?

Учащиеся. Хрусталик – двояковыпуклая линза./ Демонстрируется двояковыпуклая линза, изображение в ней/.

1 Опыт: Изображения пламени свечи, даваемые собирающей линзой при разных расстояниях.

2. Линза

Работа по карточке «Линза».

Учитель физике. Рассмотрим два вида линз. Двояковыпуклая линза – собирающая линза, т.е. лучи, проходящие через линзу, собираются в одной точке, называемой фокусом. Двояковогнутая линза – это рассеивающая линза, лучи, проходящие через линзу, рассеиваются таким образом, что продолжение лучей собирается в мнимом фокусе.

(Учитель рисует (рис.1)на доске, а учащиеся в тетради ход лучей в собирающей линзе.)

Рис. 1

Рис. 2

3.Характеристики линз.

а) фокус, оптическая сила, увеличение

б) при построении изображений

-оптический центр

-главная оптическая ось

-фокус

4.Изобаржение предмета в линзах./ читается вид изображения по рисункам на плакате «Линзы».

5.Применение линз

а) Загадка

Ученик: Сидит Пахом на коне верхом. Грамоты не знает, а книги читает.

(очки)

б) фотоаппарат

в) микроскоп

г) телескоп и т. д.

Учитель физики. Каким будет изображение, если предмет находится за двойным фокусным расстоянием собирающей линзы?

Ученик. Изображение действительное, уменьшенное, перевернутое.

Учитель биологии. Так как хрусталик, роговица и стекловидное тело – это собирающая линза, то оптическая система глаза дает перевернутое уменьшенное изображение, и мир мы должны видеть перевернутым. Что позволяет видеть предметы неперевернутыми?

Учащиеся. Нормальное, а не перевернутое видение предметов обусловлено их повторным «переворачиванием» в корковом отделе зрительного анализатора.

Учитель биологии. Предметы мы хорошо видим на разных расстояниях. Это происходит благодаря мышцам, которые присоединяются к хрусталику и, сокращаясь, регулируют кривизну.

Учитель физики. Рассмотрим на опыте, как меняются свойства линзы в зависимости от ее кривизны. Чем меньше радиус кривизны, тем меньше фокусное расстояние, - такие линзы называются короткофокусными, линзы с маленькой кривизной, т.е. с большим радиусом кривизны, называются длиннофокусными (Рис .3)

Короткофокусная линза Длиннофокусная линза

R₂R₁ , R₁ и R₂ – радиусы кривизны линз

Рис.3. изменение свойств линзы от ее кривизны

Учитель биологии. При рассматривании близкорасположенных предметов у хрусталика уменьшается радиус кривизны, и он действует как коротко фокусная линза. При рассматривании удаленных объектов у хрусталика увеличивается радиус кривизны, и он действует как длиннофокусная линза. И в том, и в другом случае необходимо для того, чтобы изображение всегда фокусировалось в сетчатке. Способность четко видеть предметы, удаленные на разные расстояния, благодаря изменению кривизны хрусталика, называется аккомодацией (учащиеся записывают определение в тетради). Расстояние наилучшего видения предметов равно 25 см.

Существуют отклонения в строении глаза или хрусталика.

При близорукости изображение фокусируется перед сетчаткой вследствие избыточной кривизны хрусталика или же удлинения оси глаза. При дальнозоркости изображение фокусируется за сетчаткой вследствие недостаточной кривизны хрусталика или же укороченной оси глаза.

Учитель физики. Какие необходимы линзы для коррекции близорукости, а какие для коррекции дальнозоркости?

Учащиеся. Близорукость – рассеивающая линза, дальнозоркость – собирающая линза.

Рис. 4

(Учитель физики демонстрацией опыта экспериментально доказывает справедливость выводов учащихся.)

1.Нормальное зрение.

2.Заменим линзу , делая глаз близоруким.

Теперь лучи света сходящиеся значительно ближе, т. е. до сетчатки, чем в нормальном глазу. Мы взяли линзу с большей кривизной – меньшего радиуса.

а) Вопрос: В чем причина близорукости?

Ученик. Явление близорукости может возникнуть из-за удлинения глазного яблока или же за счет чрезмерного напряжения хрусталика.

б) Вопрос: Как исправить этот недостаток зрения?

Ученик. Надо перед этом «глазом» поставить еще одну линзу – очки.(у стола учителя ученик подбирает необходимую линзу – двояковогнутую, рассеивающую)

в) Вопрос: Как исправляется дальнозоркость?

Ученик. Дальнозоркость – это явление получения изображения предмета за сетчаткой. Исправить этот недостаток могут очки с собирающими линзами.

Учитель биологии. Существует еще одно отклонение от нормы в работе оптической системы глаза – это астигматизм. Астигматизм – невозможность схождения всех лучей в одной точке, в одном фокусе. Это происходит из-за отклонений роговицы от сферической. Для коррекции астигматизма применяют сферические линзы.

IV Закрепление материала.

I Выводы:

Учащиеся совместно с учителем формулируют основные правила гигиены зрения:

- оберегать глаза от механических воздействий

- читать в хорошо освещенном помещении

- держать книгу на определенном расстоянии(33-35 см ) от глаз

- свет должен падать слева

- нельзя близко наклоняться к книге, т. к. это может привести к развитию близорукости

- нельзя читать в транспорте, т.к. из-за неустойчивого положения книги все время меняется фокусное расстояние, что ведет к изменению кривизны хрусталика, уменьшению его эластичности, в результате чего ослабевает ресничная мышца и нарушается зрение.

II Вопросы:

1.Назовите части глаза пропускающие свет и формирующие изображение предмета на сетчатке.

2. Какую роль играет хрусталик?

3. Какой вид изображения в глазах?

4. Назовите недостатки зрения.

5. Как корректируется изображение в глазах близорукого, дальнозоркого человека?

III Самостоятельная работа

5 вопросов

IV Домашнее задание .§ 52, 53

V Итог урока. Выставление оценок за работу на уроке.

Приложение 1.

Преломление света

изменение направления света при его прохождении через границу раздела двух сред.

воздух

стекло

воздух

стекло

Законы преломления света

1. Лучи падающий и преломленный лежат в одной плоскости с перпендикуляром к границе раздела двух сред восстановленным в точке падения луча.

2. Преломление зависит от свойств граничащих сред.

3. Лучи падающий и преломленный обратимы.

Угол α – угол падения

Угол γ – угол преломления

СО – перпендикуляр к плоскости в точке падения.

Приложение 2

Линзы

тела, изготовленные из оптического или органического стекла, ограниченные сферическими поверхностями.

Собирающая (выпуклая) линза

Изображения, даваемые линзой

Изображение действительное,

уменьшенное , перевернутое Изображение мнимое, уменьшенное, прямое