(原创)教学反思:利用“水凸透镜”模拟近视眼形成原因

在学习“近、远视眼形成原因”时,课本上采用的是模拟实验。另外,通过网络搜索得知:还可以利用“水凸透镜”进行模拟,下面将课本资料和搜集到的网络资料加以整理,作为教学的素材之用。

一、课本模拟近视眼的实验

二、网络搜集的“水凸透镜”资料

1.“水凸透镜”模拟近视眼形成原因

某校同学在学习了眼睛和眼镜内容后,想通过实验探究近视眼的形成原因.他们选择了如下器材:蜡烛、用薄膜充入水后制成水凸透镜(与注射器相连,注射器里有少量水)、光屏等.水凸透镜的厚薄可以通过注射器注入、吸取水的多少来调节.其装置如图所示.

(1)在此实验装置中,______相当于人眼球中的晶状体. ______相当于人眼球中视网膜.

(2)请你用此实验装置探究近视眼的成因,要求写出实验过程.

解析:(1)人的眼睛相当于一架微型照相机,晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏.

(2)近视眼的晶状体较厚,可以向水透镜中注水,然后观察光屏上的成像情况.注意实验过程中不要移动水透镜和光屏,因为本题不考虑晶状体和视网膜之间距离的变化.

①根据眼睛的构造,水透镜相当于人眼球中的晶状体,光屏相当于人眼球中视网膜.
  ②由于近视眼的晶状体较厚,我们可以向水凸透镜中注水增加透镜的厚度,发现光屏上的像变模糊.当把蜡烛向水凸透镜靠近时,光屏上的像再次清晰.

答案:(1)水凸透镜;光屏

(2)按如图所示将蜡烛、水凸透镜、光屏依次放在光具座上,保持大致在同一高度上,调节水凸透镜的位置使蜡烛在光屏上成清晰的像;向水凸透镜中注水,使晶状体变厚,观察光屏上所成蜡烛的像将变得不清晰,将蜡烛向水凸透镜靠近,观察到光屏上会再次出现清晰的像.

2.发明案例

在成都市第22届青少年科创大赛上,某中学生曾三真发明的“眼睛成像及视力矫正原理演示器”(如图甲所示)引人瞩目,夺得市一等奖,并申请了国家专利.这项发明的核心部件是一种液体透镜,制作时在直径约10cm的塑料水管上截取长约2cm的一小段,在两端蒙上透明橡皮膜,管壁上钻一小孔,当通过小孔向空腔内注入水时,橡皮膜向外鼓出如图乙所示,这时它相当于一个凸透镜,当将腔里的水抽出时,形状如图丙所示,这时它相当于一个凹透镜,这种透镜的优点在于当改变水的多少时,橡皮膜弯曲的程度改变,可以方便地改变透镜的焦距,可以模拟眼睛的晶状体和眼镜.

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       作者简介:潘书朋,中学物理教师,在《当代教育家》、《光明日报》、《中国教师报》、《中学物理》、《新课程评论》等国家、省级报刊、杂志刊物、教育网站上发表教育教学论文50余篇。多年来一直致力于“让物理教学回归实验室”的课题研究,所申报的教育部教师科研基金“十二五”规划重点课题子课题荣获教育科研成果一等奖。

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