Урок 8 физика Оптические приборы

Урок № 8 13.05.20. 8 класс физика

Тема: Оптические приборы. Глаз как оптическая система.

Цель: продолжить формирование представлений об оптических приборах на примере фотоаппарата, проекционного аппарата и лупы; формировать умение находить логические связи, сравнивать физические приборы; расширять политехнический кругозор учащихся.

1. Организационный момент

Число и тема урока

2. Актуализация

Чтобы построить изображение в тонкой линзе необходимо:

1. Построить главную оптическую ось;

2. Изобразить линзу;

3. Затем изображаем фокусы линзы – точки пересечения лучей после преломления; т.к. лучи обратимы, то фокусы изображаем слева и справа от линзы;

4. Изображаем предмет: до главного фокуса, между главным и вторым и т.д.

5. От предмета выделяем два луча: один - параллельно главной оптической оси , он после преломления, пойдет через фокус линзы и второй луч – идущий параллельно главной оптической оси , и он не преломляется

6. Пересечение этих лучей – точка изображения предмета

3. Изучение нового материала

Мы заканчиваем изучение темы «Световые явления». Можно подвести некоторые итоги.

Развитие физики сопровождалось изменением представлений людей об окружающем мире. Во все времена физика являлась основой техники. Современная техника базируется на использовании физических законов.

Оптические приборы, в которых используется явление отражения света:

Оптические приборы, в которых используется явление преломления:

Построим изображение предмета в линзе, если предмет находится между фокусом и двойным фокусом линзы. Изображение предмета является действительным, обратным и уменьшенным. Такой ход лучей характерен для преломления световых лучей в глазу человека. Такой же ход лучей характерен для преломления лучей в объективе фотоаппарата.

Глаз - орган зрения высших животных в том числе и человека, является сложным оптическим прибором. Рассмотрим строение глаза человека.

Глаз или глазное яблоко имеет почти шарообразную форму. Снаружи глаз покрыт прочной белой оболочкой – склерой, которая защищает его от повреждений. Передняя часть склеры прозрачна для света и называется роговицей. За роговицей расположена прозрачная водянистая масса, а за ней – радужная оболочка. Она определяет цвет глаз. В радужной оболочке есть отверстие – зрачок. Диаметр зрачка может изменяться в темноте и сокращаться на свету. После зрачка свет проходит через хрусталик.

Хрусталик окружен мышцами, прикрепляющими его к склере. За хрусталиком расположено стекловидное тело, заполняющее всю остальную часть глаза. Задняя стенка склеры – сетчатка – состоит из разветвлений волокон зрительного нерва, чувствительных к свету.

Как же возникают и воспринимаются глазом изображения различных предметов?

 Световые лучи, попадая в глаз, преломляются в роговице, хрусталике и стекловидном теле (оптической системе глаза),  и на сетчатке глаза появляется изображение. Сетчатка служит своего рода шарообразным экраном, на который проецируется окружающий мир.

Изображение предмета, возникающее на сетчатке глаза, является действительным, уменьшенным и перевернутым.

Почему же мы видим предметы такими, какие они есть на самом деле? Дело в том, что в сетчатке оптическая информация воспринимается светочувствительными нервными клетками и передается в мозг. Обрабатывая сигналы, мозг снова переворачивает изображение, так что мы все видим правильно.

Человек может рассматривать объекты, по-разному удаленные от него. Когда человек смотрит на дальние предметы, он не напрягает зрение, мышцы, удерживающие хрусталик, расслаблены, и изображение оказывается на сетчатке. Когда же человек переводит взгляд на приближенные к нему предметы, изображение должно сместиться за сетчатку.

Чтобы изображение не было размытым, главные мышцы сжимают хрусталик, делая его более выпуклым. При этом его кривизна, а значит и оптическая сила, увеличиваются, и изображение опять оказывается на сетчатке.

Способность глаза приспосабливаться к видению как на близком, так и на более далеком расстоянии называется аккомодацией глаза ( от лат. «приспособление»). Аккомодация имеет предел. Если расположить предмет совсем близко, то мышцы не способны сжать хрусталик в должной степени.

Нормальный глаз может длительно без особого напряжения рассматривать предметы, расположенные от него не ближе 25 см. Это расстояние называют расстоянием наилучшего зрения.

Наличие двух глаз позволяет сделать наше зрение стереоскопическим  (или бинокулярным), то есть формировать трехмерное изображение.

Правая сторона сетчатки каждого глаза передает через зрительный нерв «правую часть» изображения в правую сторону головного мозга, анологично действует левая сторона сетчатки. Затем две части изображения – правую и левую – головной мозг соединяет воедино.

Практическая работа №1. ВЫПОЛНИТЬ

Определение бинокулярности зрения.

Цель: убедиться в стереоскопичности или бинокулярности зрения

Возьмите авторучку и держите её вертикально, посмотрите на панораму прямо за ней. Если вы сначала закроете один глаз, затем второй, то увидите, что ручка в любом случае закрывает какую-то область пространства. Но если посмотреть обоими глазами, то всё, что ранее было «спрятано», теперь вполне обозримо.

Вывод: наше зрение стереоскопическое.

В повседневной жизни мы не замечаем ещё одного странного свойства нашего зрения,– не видеть предметы, находящиеся сбоку глаз, хотя свет от них входит в глаз и достигает сетчатки. Следовательно, на сетчатке обоих глаз есть определённое место, на котором нет светочувствительных клеток. Оно расположено в месте входа зрительного нерва в глазное яблоко, недалеко от жёлтого пятна. Его называют слепым пятном. Диаметр его 1,8 мм. Убедиться в его существовании можно с помощью простого теста.

Практическая работа №2 ВЫПОЛНИТЬ

Определение слепого пятна.

Цель: определить слепое пятно в сетчатке.

 На листе белой бумаги вы видите рисунок в виде черного кружка и крестика, расположенных на расстоянии 7 см друг от друга. Прикройте рукой правый  глаз и поместите рисунок на расстоянии 15 см от глаз. Смотрите левым  глазом на крестик  и медленно приближайте и удаляйте рисунок до тех пор, пока черный  кружок не будет виден. Теперь закройте левый глаз, правым смотрите на кружочек, приближая и удаляя листок пока не будет виден крестик.

Чем можно объяснить данное явление?

Тем, что изображение попало на слепое пятно, поэтому мы его не видим.

Вывод: в сетчатке глаза каждого человека имеется слепое пятно.

8)    Иногда человеческий мозг не способен справиться с анализом изображения, получающегося на сетчатке глаза. В таких случаях возникают иллюзии зрения – наблюдаемый предмет нам кажется не таким, какой он есть. С давних пор люди не только поражаются обманам зрения и забавляются зрительными иллюзиями, но и сознательно используют их в своей практической деятельности, например в архитектуре для кажущегося увеличения высоты и площади залов. Еще более эффективно зрительные иллюзии используются в изобразительном и цирковом искусстве.

У человека с хорошим (нормальным) зрением глаз в ненапряженном состоянии собирает параллельные лучи в точке, лежащей на сетчатке глаза.

Наиболее распространены два недостатка зрения – близорукость и дальнозоркость.

Близорукость – это недостаток зрения при котором параллельные лучи после преломления в глазу собираются не на сетчатке, а ближе к хрусталику.

Близорукие люди не могут четко видеть удаленные предметы. Расстояние наилучшего зрения для близорукого  глаза меньше 25 см.Близорукими называют людей, которые плохо видят удалённые объекты. Для того чтобы увидеть ясно и четко, они должны приблизиться к предмету или поднести его ближе к глазам. Когда близорукий смотрит на отдаленный предмет, он обычно прищуривает глаза, добиваясь этим уменьшения количества света, падающего на сетчатку,— тогда он может видеть несколько более четко. Отсюда произошло второе название близорукости - миопия, что означает в переводе с греческого языка прищуривание.

Дальнозоркость – это недостаток зрения, при котором параллельные лучи после преломления в глазу собираются не на сетчатке, а за ней.

А что происходит с хрусталиком в этом случае?

Дальнозорким людям трудно сфокусировать взгляд на близких предметах. Расстояние наилучшего зрения для дальнозоркого глаза больше 25 см.

Близорукость и дальнозоркость исправляют применением линз, очков.

При близорукости изображение удаленного предмета получают внутри глаза перед сетчаткой. Следовательно, на сетчатке вырисовывается уже не четкое изображение предмета, а расплывчатое световое пятно. Чтобы оно отодвинулось от хрусталика и переместилось на сетчатку, следует уменьшить оптическую силу преломляющей системы глаза. Для этого применяют рассеивающие (вогнутые) линзы.

При дальнозоркости изображение оказывается за сетчаткой. Оптическую силу системы дальнозоркого глаза надо увеличить. Для этого используют собирающие (выпуклые) линзы.

Как отличить оптическую силу рассеивающей линзы от оптической силы собирающей линзы?

Если человек, например, носит очки с оптической силой - 0,5 дптр, значит он близорукий.

Очки для дальнозорких глаз имеют, например, оптическую силу +0,5 дптр.

При дальнозоркости, близорукости и многих других глазных заболеваниях регулярная тренировка глаз очень важна для сохранения и улучшения зрения, профилактики близорукости и других заболеваний глаз.

Сравним оптические системы глаза человека и фотоаппарата. ПРОВЕРЯЕТСЯ

Построим изображение предмета в линзе, если предмет находится между фокусом и линзой. Изображение предмета является мнимым, прямым и увеличенным, то есть линза работает, как лупа.

 Лупа – это линза с малым фокусным расстоянием (от 1 до 10 см), поэтому если мы рассматриваем, например, текст, то лучи после преломления в ней образуют почти параллельный пучок и затем собираются глазом на сетчатке – в этом случае мелкие детали предмета рассматриваются без напряжения.

Домашнее задание 

1. Выполнить задание в конспекте

2. параграф 33 – 34

3. Найти и выписать в тетради: определение фокуса линзы, оптической силы линзы и формулу определения оптической силы линзы, единицы измерения фокуса и оптической силы.