Тема урока «Глаз.Дефекты зрения»

Цели урока: рассмотреть строение и свойства глаза, работу глаза как оптической системы; объяснить дефекты зрения, возможную профилактику и коррекцию этих дефектов.

Задачи урока:

Образовательная: обобщить знания о строении глаза человека, функциях его отдельных систем; проанализировать роль оптической системы глаза; установить причины возникновения нарушения зрения и правила их профилактики и коррекции.

Развивающие: формировать умения анализировать информацию,  сравнивать и систематизировать материал.

Воспитательные: формировать здоровьесберегающее мировоззрение; развивать исследовательскую и коммуникативную культуру.

Оборудование: аудиторная доска, компьютер, проектор, экран, презентация преподавателя, инструкция к практическим работам

Литература:

1. Б.Ф. Билимович «Световые явления среди нас». Книга для внеклассного чтения учащихся 8-10 классов. Москва «Просвещение» 1986г.
2. Дмитреева В.Ф. Физика для профессий и специальностей техн. профиля: учебник для образовательных учреждений нач. и сред.  проф. Образования / В.Ф. Дмитреева. – 5-е изд., стер. – М.: Издательский дом «Академия», 2012
3. Мякишев Г.Я. Физика: учеб. для 10 кл. общеобразов. учреждений: базовый и профильный уровень/ Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н. Сотский; под ред. В.И. Николаева, Н. А. Парфентьевой – 17-е изд, переработ. И доп. – М.: Просвещение 2010
4. Физика: Учеб. Пособие для 10 кл. шк. И классов с углубл. изуч. физики. Ю. И. Дик, О.Ф.Кабардин, В.А. Орлов, и др. , Под редакцией А.А. Пинского. – М., : Просвещение, 2010

Ход урока.

1. Организационный этап. (проверка отсутствующих, внешнее состояние класса, рабочих мест).

Здравствуйте. По глазам вижу, что вы готовы к уроку. Сегодня мы продолжим изучать геометрическую оптику. Но сначала повторим уже изученное.

1. Проверка домашнего задания. Актуализация знаний. (учащиеся участвуют в фронтальном опросе по пройденному материалу)

1. Что изучает геометрическая оптика?
2. Сформулируйте закон отражения света.
3. Сформулируйте закон преломления света.
4. Что называют линзой? Назовите типы линз.
5. Что называют оптической силой линзы? В каких единицах она измеряется?
6. Какие изображения можно получить с помощью собирающей и рассеивающей линзы?

Затем проводится тестирование проверочного характера (презентация).

1. Рассеивающая линза дает изображение

а) действительное,   б) мнимое.

1. Собирающая линза дает изображение

 а) действительное,   б) мнимое.

1. Укажите характер изображения предмета, находящегося в двойном фокусе собирающей линзы

а) действительное, уменьшенное, б) действительное, увеличенное   в) мнимое, увеличенное, г) действительное, того же размера.

1. Оптическая сила линзы равна 2 дптр. Чему равно фокусное расстояние линзы?

 А) 1,5 м  б) 2 м   в)0,5 м  г) 1 м.

1. Величина, обратная фокусному расстоянию – это …

а) оптическая сила  б) фокус   в) двойной фокус.

1. Предмет находится на половине расстояния от собирающей линзы до фокуса. Изображение будет …

а) прямое, уменьшенное, мнимое  б) прямое, увеличенное, мнимое   в) перевернутое, уменьшенное, мнимое  г) перевернутое, увеличенное, мнимое.

1. Чему равна оптическая сила собирающей линзы с фокусным расстоянием 20 см?

 а) 0,2 дптр  б) 2 дптр  в) 2 дптр  г) 1дптр.

1. Где находится предмет, если 2Fd ?

  а) в главном фокусе   б) между F и 2F  в) за двойным фокусом   г) перед главным фокусом.

Затем учащиеся обмениваются тетрадями и проверяют правильность ответов по эталону.

1. Сообщение темы урока, постановка целей и задач.

«Посредством глаза, а не глазом смотреть на мир умеет разум» - сказал Уильям Блейк. О чем это он?(Учащиеся высказывают свои предположения).

Линза не только основной элемент оптических приборов, сделанных руками человека, это и основной элемент глаза.

Глаза — самый ценный и удивительный дар природы. В них отражаются все наши чувства: радость, страдание, равнодушие, любовь и ненависть. Глаза являются не только зеркалом души, но и как бы зеркалом общего состояния здоровья. Это самый важный орган чувств и поэтому они заслуживают исключительного внимания.

Анаксагор говорил: «Зрение – есть явление невидимого». Невидимый мир становится реальным явлением посредством зрения.

Сегодня на уроке мы будем вести речь о зрении человека, а также о нарушениях зрения и методах ихкоррекции. (Формулируется тема, цели и задачи урока).

1. Формирование новых знаний.

Задачи идеального глаза ясны. От каждой точки предмета должно получиться свое отдельное ощущение. Важна пространственная правильность передачи, мозг должен получать верные сведения о форме, размерах и расстояниях. Для того, чтобы выяснить, как глаз человека справляется с этими задачами, вспомним внутреннее строение глаза и проанализируем его оптические характеристики.(презентация)

Глаз почти сферичен (24 мм вдоль главной оптической оси и 22 мм в поперечном направлении).

Желеобразное содержимое глаза окружено плотной гибкой оболочкой – склерой. За исключением ее прозрачной наружной части – роговицы, склера белого цвета и непрозрачна. Роговица обладает наибольшей оптической силой среди других оптических элементов глаза. Коэффициент преломления роговицы n = 1.376. Пройдя роговицу, свет попадает в полость, заполненную водянистой влагой с коэффициентом преломления n = 1.336. в водянистую влагу погружена радужная оболочка с отверстием – зрачком.

Радужная оболочка представляет собой подвижную мышечную кольцевую диафрагму. Сжимаясь и растягиваясь, радужная оболочка изменяет размер зрачка и тем самым световой поток, попадающий на хрусталик – эластичную двояковыпуклую линзу, диаметром около 9 мм и толщиной около 4 мм.

Коэффициент преломления хрусталика меняется от наружной оболочки к внутренней от 1,386 до 1,406. Цилиарная мышца, управляющая хрусталиком с помощью поддерживающей связки, может изменять его кривизну и соответственно оптическую силу глаза. В полости глаза за хрусталиком находится прозрачное стекловидное тело с показателем преломления n = 1.337.

Роговица, водянистая влага, хрусталик и стекловидное тело образуют оптическую систему, аналогичную собирающей линзе. Оптический центр такой линзы находится на расстоянии 17,7мм от сетчатки – тонкого прозрачного слоя светочувствительных клеток, являющихся разветвлением зрительного нерва с нервными окончаниями в виде палочек и колбочек. Палочки обладают высокой светочувствительностью и позволяют видеть при плохом освещении. Колбочки наоборот, требуют для своей работы большого количества света, но именно они позволяют разглядеть мелкие предметы, дают возможность различать цвета.

Сетчатка преобразует попадающий на нее свет в электрические импульсы, передаваемые по зрительному нерву в головной мозг. В месте выхода из сетчатки зрительного нерва светочувствительные клетки отсутствуют, поэтому там возникает слепое пятно.

А сейчас рассмотрим свойства глаза.

Основной элемент оптической системы глаза – двояковыпуклая линза – хрусталик. С помощью него изображение внешнего предмета проецируется на сетчатку. Т.к. кривизна поверхности хрусталика может изменяться, то изображение предмета в нормальном глазе всегда попадает на поверхность сетчатки. (презентация)

Процесс изменения кривизны хрусталика называется аккомодацией.  Аккомодация – приспособление глаза к ясному видению предметов, находящихся на различных расстояниях.

Оптическая система глаза аналогична линзе, оптическая сила которой равна 58,5 дптр. На сетчатке образуется действительное, перевернутое и уменьшенное изображение (презентация). Оптический центр глаза расположен на расстоянии около 5 мм от роговицы. Размер изображения на сетчатке глаза определяется углом зрения.Вершина этого угла находится в оптическом центре, а лучи направлены на крайние точки предмета.(презентация)

Расстояние от предмета до глаза, при котором угол зрения максимален, называется расстоянием наилучшего зрения. Для нормального глаза оно составляет ≈0,25 м.

Разрешающая способность глаза характеризуется минимальным углом зрения, при котором точки предмета видны раздельно. Разрешающая способность глаза ≈ 1´.

А сейчас выполним практическую работу № 1

Тема исследования: « Наблюдение изображения тени на сетчатки глаза»

Цель исследования: доказать, что изображение предмета на сетчатке глаза является перевернутым.

Оборудование: 1. Лист белой бумаги 40 Χ 60 с отверстием 60 мм; 2. Лист черной бумаги треугольной формы со стороной 30 мм.

Ход исследования:

1. Поднесите к глазу на расстояние 5 – 7  см лист белой бумаги с малым отверстием и посмотрите через него на хорошо освещенный предмет (окно, лампу). Между отверстием в бумаге и глазом расположите лист бумаги треугольной формы, так чтобы его острый угол был виден на фоне светлого кружка.
2. Перемещайте медленно листочек бумаги треугольной формы вверх, вниз, влево и вправо и каждый раз следите за направлением его тени.

Анализ исследования:

1. Какое вы видели изображение тени от листочка бумаги, прямое или обратное?
2. В какую сторону двигалась тень от листочка относительно направления его перемещения.

Сделайте вывод.

Аккомодация происходит произвольно. Как только глаз переводится с одного предмета на другой, нарушается резкость изображения, о чем в мозг приходит сигнал. Обратный сигнал из мозга к цилиарной мышце вызывает ее сокращение или растяжение до тех пор, пока не получится четкое изображение. Точка, которую глаз видит при расслабленной цилиарной мышце, называется дальней точкой. Видимая при максимальном напряжении – ближней точкой. Для нормального глаза дальняя точка лежит бесконечно далеко, а ближняя на расстоянии 15 – 20 см.

Положение ближней точки и соответственно максимальная оптическая сила для нормального глаза изменяется со временем (презентация)

Но не каждый глаз может так аккомодироваться, чтобы изображение предмета оказалось точно на поверхности сетчатки. В одних случаях фокус глаза в спокойном состоянии оказывается перед сетчаткой, а в других – за ней.

В первом случае хрусталик преломляет лучи сильнее, чем хрусталик нормального глаза. Такой глаз называется близоруким. Он не может отчетливо видеть удаленные предметы. При близорукости дальняя точка лежит на конечном расстоянии. Соответственно приближается и ближняя.

Коррекцию близорукости производят с помощью рассеивающей линзы. (презентация)

Во втором случае хрусталик недостаточно преломляет лучи. Такой глаз называется дальнозорким, так как он не может отчетливо видеть близко расположенные предметы. При дальнозоркости удаляется ближняя точка. Для коррекции этого недостатка используют собирающую линзу. (презентация)

1. Закрепление изученного материала.

Итак, сегодня на уроке мы постарались ответить на вопросы: почему мы считаем глаз оптической системой; какими свойствами обладает глаз; какую роль играет зрачок и хрусталик ; какие бывают дефекты зрения и т.д.. А теперь убедимся с помощью простейших опытов в том, что все сказанное имеет место.

Проводятся практические работы.

1 обнаружение слепого пятна.

На листе белой бумаги нарисованы кружок и крестик, они расположены примерно на расстоянии 6-8 см друг от друга. Закройте правый глаз и смотрите пристально левым глазом на крестик. Приближая к глазу или удаляя от него рисунок находят такое положение, при котором кружок перестает быть видимым. Значит в этот момент круг попадает в область слепого пятна. Затем повторить все с правым глазом, закрыв левый. В данном эксперименте становится ясным, что слепое пятно в каждом глазу сдвинуто от главной оптической оси глаза в сторону переносицы, что совершенно не мешает нормальному зрению.

2. измерение диаметра зрачка.

Повернитесь в сторону какого- либо темного предмета и поднесите к глазу плоское зеркало. Заметьте размер зрачка. Затем переведите взгляд в сторону ярко освещенного предмета и вы обнаружите заметное уменьшение размеров зрачка. Еще раз необходимо заметить, что размер зрачка может колебаться от 2 до 8 мм, поэтому очень опасно смотреть на яркие источники света.

3. аккомодация глаза.

Смотрят одним глазом то на карандаш, расположенный от глаза на расстоянии 15- 20 см, то на удаленный  предмет. При рассматривании карандаша удаленный предмет кажется немного расплывчатым и, наоборот, при переводе взгляда на удаленный предмет карандаш виден не совсем ясно.

Убедитесь, что аккомодацией обладает каждый глаз.

Определяем положение ближней точки. Медленно приближайте книгу к глазу до тех пор, пока буквы перестанут быть ясно видимыми. Затем лентой измерьте расстояние от глаза до книги.

1. Итоги урока.
2.  Домашнее задание.

. Задача.

Оптическая сила хрусталика человеческого глаза колеблется от 19 до 33 диоптрий. Какую линзу представляет собой хрусталик? Определите наибольшее и наименьшее фокусное расстояние хрусталика.

Рефлексия.

·         Что  нового  вы  узнали  на  уроке?

·         Что  больше  всего  понравилось?

·         Что  показалось  самым  трудным?

·         Над  какими  вопросами  нужно  особенно  внимательно  поработать  дома?