Урок ситуационная задача "Глаза -Зеркало души"
план-конспект урока по биологии (8 класс)

 Текст 1. «История изобретения очков».

(с древних времен по XII век)

Еще в древнем Риме было замечено, что стеклянные шары увеличивают предметы. В витринах харчевен выставляли стеклянные шары, наполненные водой. Предметы, помещенные в  воду внутрь таких шаров, казались больше, чем на самом деле. Хозяева пытались привлечь посетителей необычайно большими плодами фруктов.

До появления очков в качестве приборов, улучшающих зрение, использовались отдельные полированные кристаллы или куски стекла для одного глаза. Было замечено, также, что стеклянные шары увеличивают предметы.

Самые старые очки были найдены в гробнице древнеегипетского фараона Тутанхамона. Это были два тончайших спила изумруда, соединенные бронзовыми пластинами в виде оправы.

В древней Греции на остове Крит  были найдены оптические линзы из шлифованного горного хрусталя, которые также можно было использовать для исправления недостатков зрения.

Известно, что римский император Нерон часто смотрел гладиаторские бои через отшлифованный смарагд (изумруд).  

Увеличение букв шаровидным куском стекла описал 900 лет назад арабский ученый Ибн-аль- Хайсам (Альгазен). Только в  Х веке появилось научное сочинение из области оптики.   Альгазену удалось установить, что эффект видения предметов вызывается внешними световыми лучами, проходящими в глаз от предметов. В своем сочинении он излагал особенности преломления световых лучей через такие стекла: «Если смотреть через сегмент стеклянного шара, то он мог бы увеличивать предметы». Именно этого ученого следует считать одним из предшественников создателей очковой оптики.

Слово «линза» переводится с латинского как «чечевица».  Впервые линзы для научных целей применил французский монах Роджер Бекон(1214-1294). Он писал о свойствах стеклянного шара и о возможности применения его для людей со слабыми глазами. Бекон использовал линзы во многих своих опытах и даже поднес одну папе Клименту IV, прося его попробовать применить ее.

Изобретение оптических стекол в средние века открыло огромные возможности. Увеличительные стекла захватили воображение. Через них рассматривали мелкие предметы. Потребовалось немало усилий, чтобы простейшие линзы превратились в современные бинокли, микроскопы, телескопы и другие оптические приборы, наконец, просто в очки .

Очки – простейший медицинский прибор. Близорукость и дальнозоркость исправляют (компенсируют) применением линз. Сейчас вместо очков часто используют контактные линзы, сделанные из особой прозрачной пластмассы. Они накладываются на веко непосредственно, на глазное яблоко. Контактные линзы не требуют никакой оправы, не запотевают, незаметны. Существуют до 80 типов очков различного назначения.

Изображение на сетчатке глаза является перевернутым. Первым, кто доказал это, построив ход лучей в оптической системе глаза был Иоганн Кеплер. Чтобы проверить этот вывод, французский ученый Рене Декарт вял глаз быка и, соскоблив с его задней стенки непрозрачный слой, поместил в отверстии, проделанном в оконной ставне. И тут же на полупрозрачной стенке глазного дна он увидел перевернутое изображение картины, наблюдавшейся из окна.

В 1896 г. американский психолог Дж. Стреттон поставил на себе эксперимент. Он надел специальные очки, благодаря которым на сетчатке глаза изображения окружающих предметов оказывались не обратными, а прямыми. И что же? Мир в сознании Стреттона перевернулся. Все предметы он стал видеть вверх ногами. Из-за этого произошло рассогласование в работе глаз с другими органами чувств. У ученого появились симптомы морской болезни. В течение трех дней он ощущал тошноту. Однако на четвертые сутки организм стал приходить в норму, а на пятый день Стреттон стал чувствовать себя так же, как и до эксперимента. Мозг ученого освоился с новыми условиями работы, и все предметы он снова стал видеть прямыми. Но, когда он снял очки, все опять перевернулось. Уже через полтора часа зрение восстановилось, и он снова стал видеть нормально. Любопытно, что подобная приспосабливаемость характерна лишь для человеческого мозга.

Вопрос классу: Почему же мы тогда видим все предметы такими, как они есть, то есть не перевернутыми?

Текст 2 . «Человеческий глаз – это оптическая система» 

Глаз - это система линз, с относительным показателем преломления от 1,34 до 1,43 и оптической силой 59 диоптрий. Поскольку фокусное расстояние у такой линзы очень маленькое (17мм), то все наблюдаемые нами объекты располагаются за двойным фокусным расстоянием. Значит, изображение на сетчатке глаза получается уменьшенным, действительным и перевёрнутым. Первым это доказал, построив ход лучей в оптической системе глаза, был немецкий астроном И. Кеплер. Вся эта система аналогична  оптической системе собирающей линзы. Таким образом, в глазу несколько преломляющих поверхностей, форма каждой из них отличается от сферической, а центры их не лежат на одной прямой.

Лучи света, попадающие в глаз, преломляются на поверхности роговицы и хрусталика. Особая мышца может менять форму хрусталика, делая его то более, то менее выпуклым. Благодаря этому хрусталик то увеличивает, то уменьшает свою кривизну и вместе с ней фокусное расстояние.

Текст 2 . «Человеческий глаз – это оптическая система» 

Глаз - это система линз, с относительным показателем преломления от 1,34 до 1,43 и оптической силой 59 диоптрий. Поскольку фокусное расстояние у такой линзы очень маленькое (17мм), то все наблюдаемые нами объекты располагаются за двойным фокусным расстоянием. Значит, изображение на сетчатке глаза получается уменьшенным, действительным и перевёрнутым. Первым это доказал, построив ход лучей в оптической системе глаза, был немецкий астроном И. Кеплер. Вся эта система аналогична  оптической системе собирающей линзы. Таким образом, в глазу несколько преломляющих поверхностей, форма каждой из них отличается от сферической, а центры их не лежат на одной прямой.

Лучи света, попадающие в глаз, преломляются на поверхности роговицы и хрусталика. Особая мышца может менять форму хрусталика, делая его то более, то менее выпуклым. Благодаря этому хрусталик то увеличивает, то уменьшает свою кривизну и вместе с ней фокусное расстояние.

АККОМОДАЦИЯ ГЛАЗА.

               В одно мгновение нормальный глаз способен сфокусировать на сетчатке чётко такой большой удалённый предмет как гора, а в следующую долю секунды он может дать чёткое изображение мелкого напечатанного текста. Процесс изменения фокусного расстояния глаза вследствие работы цилиарных мышц называется аккомодацией глаза.

Если предмет находится далеко, изображение получается на сетчатке глаза без напряжения мышцы хрусталика (то есть когда глаз смотрит вдаль, он находится в расслабленном состоянии). Когда же рассматриваемый предмет, находится вблизи, происходит сжатие хрусталика и уменьшение фокусного расстояния настолько, что плоскость получаемого изображения снова совмещается с сетчаткой. С возрастом способность к аккомодации постепенно уменьшается. Это объясняется уменьшением упругости хрусталика и способности глазных мышц увеличивать кривизну хрусталика. Этот недостаток называется прессбиопия.

 Практическая работа № 1

Тема  исследования: «Аккомодация глаза»

Цель исследования:  1. Установить назначение аккомодации глаза.

                                    2. Определить пределы аккомодации и расстояние наилучшего зрения.

Оборудование:        1. карандаш     2. книга     3. измерительная лента

Ход исследования:

 1. Расположить карандаш вертикально на расстоянии 15-20 см от глаза.

2. Смотреть  одним глазом то на карандаш , то на какой-нибудь  удаленный предмет.

Каким видится удаленный предмет при  рассмотрении   карандаша и наоборот?

3.Определить положение ближней точки аккомодации. Для этого   медленно приближайте к глазу текст книги до тех пор, пока  буквы перестанут быть ясно видимыми. Измерьте расстояние   от глаза до книги.    

4.Определить расстояние наилучшего зрения -  расстояние,  на котором при чтении глаз испытывает наименьшее напряжение.

 5. Если ваше расстояние наилучшего зрения меньше 25 см, определите положение дальней точки.

Вывод:  Сделать вывод о способности глаза видеть четко предметы на различных расстояниях. За счет чего  достигается эта способность?

От чего зависят пределы аккомодации, расстояние наилучшего зрения

Запишите результаты измерений :                              

  Опыт: Слепое пятно в глазу.

     Этот опыт впервые был поставлен в 1668 году физиком Э. Мариоттом. Таким образом он развлекал придворных короля Людовика IV. Мариотт сажал двух человек на расстоянии 2 метров друг против друга и просил их рассматривать некоторую точку сбоку,- тогда каждому казалось, что у его противника нет головы. Слепое пятно есть в каждом глазу у каждого человека. Это нечувствительная к свету область на сетчатке, здесь из глаза выходит зрительный нерв. Слепые пятна в двух глазах находятся симметрично в разных местах, и при зрении они незаметны. Диаметр слепого пятна около 2 мм, что соответствует полю зрения 6°. Это значит, что человек с расстояния 1 м может не увидеть предмета диаметром 10 см, если его изображение проектируется на слепое пятно. Таким образом, в поле нашего зрения есть область, которую мы совершенно не видим. Наличие «слепого» пятна объясняется так: это то место сетчатки, где зрительный нерв вступает в глазное яблоко и еще не разделен на мелкие разветвления, чувствительные к свету. Мы не замечаем «дыры» в поле нашего зрения в силу долговременной привычки. Воображение услужливо заполняет это место подробностями окружающего фона. Как известно, даже трещина на очках после нескольких дней их ношения глаз привыкает и практически не замечает.

     Эксперимент: Держите рисунок на расстоянии 30 см от вашего правого глаза, закрыв левый, и смотрите на крестик, расположенный слева на рисунке. Медленно приближайте рисунок к глазу, не прекращая смотреть на крестик. Непременно наступает момент, когда черный круг справа бесследно исчезнет, хотя обе окружности будут отчетливо видны.

Велико ли «слепое» пятно? Велико, или нет, но когда вы смотрите на небо, то на нем остается невидимым пространство, равное по площади 120 дискам полной Луны!

Эксперимент:  «Дырки в руке». Сверни в тонкую трубочку лист бумаги (из тетради) и посмотри в нее правым глазом на свою руку. Левый глаз тоже должен оставаться открытым! 
Подожди пару секунд... 

Через пару секунд ты увидешь, что в твоей руке дырка! В чем дело? Каждый глаз видит свою картинку, а мозг старательно совмещает их. Таким образом формируется объемное зрение, и мы можем различать на каком расстоянии от нас находятся разные предметы. Твой левый глаз видит окружающие руку предметы, правый - видит только маленький участок твоей руки, а мозг сопоставляет эти картинки. 

БИНОКУЛЯРНОСТЬ ЗРЕНИЯ. Бинокулярное зрение ( от lat. Bini – пара, два и  oculus – глаз), зрение двумя глазами. При бинокулярном зрении зрительные оси глаза располагаются таким образом, что изображения рассматриваемого предмета попадают на одинаковые участки сетчатки обоих глаз, в результате воспринимается единое стереоскопическое изображение. Стереоскопическое изображение – это пространственное изображение, которое при рассмотрении представляется зрительно объемным (трехмерным), передающим форму изображенных объектов, характер их поверхностей (блеск, фактуру), взаимное расположение в пространстве… При наблюдении стереоскопического изображения каждому глазу зрителя представляется возможность видеть свой ракурс объекта и в сознании человека происходит автоматическое слияние этих ракурсов в одно результирующее пространственное изображение.

                  Представление о глубине пространства возникает благодаря тому, что, направляя оба глаза на один объект, мы усилием глазных мышц поворачиваем их так, чтобы их оптические оси пересеклись на предмете. Угол между осями называется углом конвергенции. Расстояние между глазами (база) равно в среднем 5-6см, а расстояние наилучшего зрения в среднем 25см. После несложных расчётов можно получить, что угол конвергенции меняется от 0 (дальняя точка) до 10 градусов (ближняя точка). По оценивание этого угла конвергенции мозг примерно определяет расстояние до объекта. По проведённым расчётам стереоскопический эффект имеет место при рассматривании предметов, находящихся на расстоянии не более 220-250 м. На более далёких расстояниях оценить глубину пространства становится всё труднее, для этого используют бинокли, стереоскопические трубы.

 Практическая работа № 2.

Тема  исследования: «Исследование стереоскопического зрения»

Цель исследования:   1.Исследовать и объяснить бинокулярное  ( стереоскопическое) зрение.

Оборудование:          1.   2 карандаша    

Ход исследования:   1.  Расположить  два карандаша вертикально против переносицы на расстоянии 25 см друг от друга.

 2. Смотреть то одним глазом  на карандаши, то другим.  Как видны карандаши при наблюдении разными  глазами?  Почему? Как позволяет видеть предмет зрение двумя глазами?

 3. Увеличьте расстояние между карандашами, проследите за  боковым смещением карандашей.

4. Увеличьте максимально расстояние между карандашами.   Посмотрите обоими глазами на каждый карандаш поочередно. Что вы можете сказать об изображении карандаша, на котором не сведены оптические оси обоих глаз?                                      

        Вывод:                1. Сделать вывод о необходимости бинокулярного зрения

Текст 3 «Нарушение зрения».

Два наиболее распространённых дефекта зрения - это близорукость и дальнозоркость. В Древнем Риме остроту зрения проверяли по созвездию Большой Медведицы. При достаточно высокой остроте зрения можно увидеть рядом со звездой Мицар (вторая слева в ручке ковша) слабенькую вторую звёздочку Алькор.  По этой звезде древние римляне проверяли остроту зрения у воинов.

Очень большую остроту зрения имеют жители степей и пустынь. Дальнозоркий глаз - такой, у которого в ненапряжённом состоянии изображение получается за сетчаткой. Ближний предел ясного видения такого глаза находится дальше, чем у нормального. Дальний предел ясного видения дальнозоркого глаза всегда отрицателен, то есть находится не спереди глаза, а сзади. Дальнозоркость может быть обусловлена меньшей длиной глаза по сравнению с длиной нормального глаза. Корректируют дальнозоркость с помощью _____________ линз. С возрастом, в основном из-за уплотнения хрусталика, теряющего способность достаточно сжиматься, ближняя точка ясного видения удаляется от глаза. Это явление называется старческая дальнозоркость.

                 Близорукий глаз не может чётко видеть отдалённые предметы, потому что отражённые ими световые лучи фокусируются, не достигая сетчатки. Это происходит в том случае, если глазное яблоко слишком длинно или слишком велик угол, под которым преломляются световые лучи в хрусталике. ___________ линзы корректируют близорукость, выпрямляя световые лучи так, чтобы они фокусировались точно на сетчатке.                                  

Итак , глаз человека – результат длительного эволюционного процесса. Он обладает несколькими свойствами , не имеющими аналогов у других живых существ на Земле: это бинокулярное восприятие глубины и способность к дневному и ночному видению. В глазу нет ничего лишнего, все возможности , предусмотренные природой используются. Дублирование функций различных систем определяет надежность устройства , без чего невозможна его длительная и безотказная работа, участие в естественном отборе и развитие. Можно утверждать, что природа, создавшая столь совершенное устройство, намного превзошла конструкторские достижения самого человека. Берегите богатство, которым наградила вас природа! Берегите зрение!!!

ВАЛЕОЛОГИЧЕСКИЙ САМОАНАЛИЗ

1. Какое у тебя зрение?  Знаешь ли ты об этом?

Оцени остроту своего зрения, используя для этого данные медицинского осмотра:

_____________________________________________________________________________

Подумай, почему зрение у тебя именно такое? 

Как ты заботишься о своих глазах?

Все ли ты делаешь, чтобы сохранить (улучшить) свое зрение?

Подумай, на что надо обратить особое внимание? Отметь эти пункты.

- Оберегать глаза от попадания в них вирусов и другой инфекции.

- Оберегать глаза от попадания в них инородных тел.

- Чаще бывать на свежем воздухе.

- Употреблять в пищу достаточное количество растительных продуктов
(морковь, зеленый лук, петрушку, помидоры, сладкий красный перец).

- Делать гимнастику для глаз.

• Укреплять глаза, глядя на восходящее (заходящее) солнце.
• Оберегать глаза от ударов.
• Улучшить освещение своего рабочего места.
• Изменить цветовой фон своего рабочего места.
• Перестать читать в транспорте.
• Перестать читать лежа.
• Сократить просмотр телепередач до двух часов в день.
• Заниматься на компьютере не более 45 минут за один сеанс.
• Не употреблять спиртных напитков.

ВАЛЕОЛОГИЧЕСКИЙ САМОАНАЛИЗ

1. Какое у тебя зрение?  Знаешь ли ты об этом?

Оцени остроту своего зрения, используя для этого данные медицинского осмотра:

_____________________________________________________________________________

Подумай, почему зрение у тебя именно такое? 

Как ты заботишься о своих глазах?

Все ли ты делаешь, чтобы сохранить (улучшить) свое зрение?

Подумай, на что надо обратить особое внимание? Отметь эти пункты.

- Оберегать глаза от попадания в них вирусов и другой инфекции.

- Оберегать глаза от попадания в них инородных тел.

- Чаще бывать на свежем воздухе.

- Употреблять в пищу достаточное количество растительных продуктов
(морковь, зеленый лук, петрушку, помидоры, сладкий красный перец).

- Делать гимнастику для глаз.

• Укреплять глаза, глядя на восходящее (заходящее) солнце.
• Оберегать глаза от ударов.
• Улучшить освещение своего рабочего места.
• Изменить цветовой фон своего рабочего места.
• Перестать читать в транспорте.
• Перестать читать лежа.
• Сократить просмотр телепередач до двух часов в день.
• Заниматься на компьютере не более 45 минут за один сеанс.
• Не употреблять спиртных напитков.