眼睛的构造(如图):作用:
角膜和晶状体的共同作用相当于一个凸透镜,它把来自物体的光会聚在视网膜卜,形成物体的像;虹膜能调节瞳孔的大小,控制进入眼睛的光的多少;睫状体起到改变晶状体的形状,从而改变晶状体的焦距的作用;视网膜相当于凸透镜成像用的光屏。
眼睛的视物原理:
正常的眼睛无论是在眺望远景时,还是在看近物时,都能看得见。从凸透镜成像情形分析,那就是当物距较大时,像能成在视网膜上,物距变小时,像仍然能成在视网膜上。光屏未移动像距不变,居然一样能成像,奥妙何在呢?原来,晶状体本身是弹性体,它周围的肌肉可以根据视物的远近,调节它表面的弯曲程度,改变眼睛的焦距,从而物体的像总能成在视网膜上(如图所示)。这种作用叫做眼睛的调节。可见,眼睛是一种精巧的变焦距系统。
眼睛与照相机的对比:
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眼睛 |
照相机 |
构造 |
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成像原理 |
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凸透镜 |
角膜和晶状体的共同作用相当于一个凸透镜 |
镜头 |
光屏 |
视网膜 |
胶片 |
控制光的强度 |
瞳孔 |
光圈 |
控制时间 |
眼睑 |
快门 |
视角:
观察物体时,从物体两端(上、下或左、右)引出的光线在人眼光心处所成的夹角(如图所示)。
说明:
(1)物体对眼睛所成的视角小仅和物体大小有关,还和物体与眼睛的距离有关,物体的尺寸越小,离观察者越远,则视角越小。
(2)正常眼能区分物体上的两个点的最小视角约为1分。 (3)放大的像指所成的像比物体大;像变大指物体到透镜的距离发生变化时,像相对于原来的像变大。像变大不等于所成的像是放大的。
明视距离:
在距眼睛25cm 处的物体在视网膜上所成的像最清楚,因此25cm的距离叫做正常眼睛的明视距离。
说明:近视眼的明视距离小于25cm,远视眼的明视距离大于25cm。
会聚作用:1. 让一束跟主光轴平行的光射向凸透镜,观察到折射光线为会聚光束(如图甲所示),即凸透镜对光有会聚作用。
2. 会聚作用是指凸透镜对光线的作用。通过凸透镜的折射光线相对入射光线而言,是会聚了一些或发散程度减小了一些,如图甲。凸透镜不仅对平行光束有会聚作用,对发散光束也有会聚作用。“会聚作用”并不等于通过凸透镜后的折射光线都是会聚光束。
三条特殊的光线: ①平行主光轴的光线经透镜折射后通过焦点
②过光心的光线经透镜折射后方向不变
③过焦点的光线经透镜折射后平行于主光轴
凸透镜对光线的作用:凸透镜对光线的作用可用棱镜对光线的偏折作用说明:如图
光束:1.平行光束
平行光束是指截面积不发生变化的光束。平行光束由平行光线组成,由于太阳离我们非常远,所以太阳光发出的射到地球的光束我们认为是平行光束(如图所示):
2. 会聚光束
会聚光束是指光束的截面积不断减小的光束。会聚光束由会聚光线组成(如图所示)。
3.发散光束
发散光束是指光束的截面积不断扩大的光束。发散光束由发散光线组成。由一个点光源产生的一束光就是发散光束(如图所示)。