眼睛的结构与工作原理
9页1、 第一章 透 镜第一节 眼 睛一、 眼睛的结构人的眼睛为一个直径为2cm的球体。眼球的前部凸出的透明部分,称为角膜。眼球里有一个含有纤维胶质的透明液体,称为晶状体。晶状体与角膜之间充满无色透明液体水样液,晶状体与视网膜之间充满无色透明胶状物质玻璃体。角膜、水样液、晶状体和玻璃体的共同作用相当于一个凸透镜。从物体射进眼里的光经过这个凸透镜折射后,在视网膜上成一倒立的缩小的实象,刺激分布在视网膜上的感光细胞,视觉神经将这种刺激传给大脑视觉中枢,从而使我们产生视觉看见了眼前的物体。二、 眼睛的调节正常的眼睛眺望远方时,远处物体的像成在视网膜上。在观看近处物体时,物距缩短了,像仍然成在视网膜上。这是因为晶状体本身是有弹性的,可以靠周围肌肉的运动改变它的表面的弯曲程度,在观看远方物体时,晶状体由于周围肌肉的作用,表面弯曲程度最小,这时眼睛的焦距最大。在观看较近处物体时,也是由于周围肌肉的作用,晶状体表面弯曲程度变大,焦距缩短。因此,正常眼无论是看远处物体还是看较近处物体,像都能成在视网膜上。可见眼睛是精巧的变焦距系统,当物距改变时,它能靠改变晶状体表面的弯曲程度改变眼睛的焦距。这种作用叫做眼睛的
2、调节。眼睛的调节作用是有一定限度的。当晶状体表面弯曲程度最小,眼睛的焦距最大,人眼能看到的最远点,成为眼睛的远点。正常眼睛的远点在无穷远处。当晶状体表面弯曲程度最大,眼睛的焦距最小,人眼能看到的最近点,成为眼睛的近点。正常眼睛的近点约在离眼睛10cm处。也就是说靠眼睛的调节作用,正常眼睛看清物体的范围是从离眼10cm处到无穷远。在合适照明的情况下,正常眼睛观看距眼睛25cm处的物体,不容易疲劳,通常把25cm称为明视距离。三、 近视眼和远视眼近视眼的视网膜距晶状体过远,或者晶状体比正常眼睛的晶状体凸一些,因此从无穷远处射来的平行光不能会聚在视网膜上,而会聚于视网膜前(图27-20甲).所以近视眼的远点不在无穷远处,而在某个有限距离处,近视眼的进点也比正常眼近.近视眼的明视距离小于25cm。配戴适当的凹透镜做眼睛,可矫正近视眼视力(图27-20乙)。 乙图27-20甲图27-20远视眼的视网膜距晶状体过近,或者晶状体比正常眼睛的晶状体扁平些,平行光的会聚点在视网膜后(图27-21甲),即到达视网膜上的会聚光尚未成像,必须调节晶状体再凸一些,才能使平行光会聚在视网膜上。远视眼的近点比正常眼
3、远写。远视眼的明视距离大于25cm,配戴适当的凸透镜做眼睛,可矫正远视眼的视力(图27-21乙)。 甲图27-21 乙图27-21四、 眼镜的焦度和屈光度透镜焦距的倒数,称为透镜的焦度。我们知道,对凸透镜(或凹透镜)来说,焦距f越小,对光的会聚(或发散)作用越大,焦距的倒数(1/f)即焦度的数值也越大。因此用焦度的大小反映其对光的会聚(或发散)能力的大小更为直接。即焦度这个物理量反映了透镜对光的聚集能力。焦度的单位叫屈光度,人们规定,f=1m的透镜焦度为1屈光度。同凸透镜和凹透镜焦距正负的规定一样,凸透镜的焦度为正,凹透镜的焦度为负。眼镜的焦度通常用“度”作单位,1度等于1屈光度的百分之一,即1屈光度=100度。例如,一付用焦距为50cm的凸透镜制作的眼镜,它的焦度为1/0.5cm=2屈光度,即200度。另一付用焦距为-40 cm的凹透镜制作的眼镜,它的焦度为1/-0.4m=-2.5屈光度,即-250度.练 习 一1、正常眼睛从看远处物体变为观看近处物体时( )A、 晶状体表面弯曲程度变大,眼睛的焦距变大B、 晶状体表面弯曲程度变大,眼睛的焦距变小C、 晶状体表面弯曲程度变小,眼睛的焦
4、距变大D、 晶状体表面弯曲程度变小,眼睛的焦距变小2、造成近视眼的缺陷原因是( )A、 晶状体比正常眼睛扁一些,或者晶状体距视网膜过近B、 晶状体比正常眼睛扁一些,或者晶状体距视网膜过远C、 晶状体比正常眼睛凸一些,或者晶状体距视网膜过近D、 晶状体比正常眼睛凸一些,或者晶状体距视网膜过远3、平行光进入近视眼中( )A、 会聚于视网膜前,可配戴凸透镜作的眼镜矫正视力B、 会聚于视网膜前,可配戴凹透镜作的眼镜矫正视力C、 会聚点在视网膜后,可配戴凸透镜作的眼镜矫正视力D、 会聚点在视网膜后,可配戴凹镜作的眼镜矫正视力第二节 放大镜一、 视角用眼睛观看物体时,能否看清楚物体与物体在视网膜上成像的大小有关。视网膜上像的大小决定与眼睛的光心对物体所张的角度,即眼睛的光心O向物体两端所引的两条直线所夹的角,如图27-22所示,这个角称为视角。要使两个物体或一个物体上的两个点能被眼睛区分开,必须使他们的像能够落在两个不同的感光细胞上,为此观看它们的视角必须大于一定的数值,由实验可知,正常眼睛能够分辨清楚两个点的最小视角约为1。为了分辨清楚物体的细节,就需要增大观看物体的视角。将物体向眼睛移近可以增
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