Разработка урока "Глаз - как оптическая система"
план-конспект урока по физике (11 класс)

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ОТКРЫТАЯ (СМЕННАЯ) ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА г.АК-ДОВУРАКА

ТЕМА: «ГЛАЗ КАК ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА»

по предмету физика

Выполнила: учитель физика Хомушку Ш.М.

Ак-Довурак

2015

11 класс

ГЛАЗ КАК ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

Обоснование: В связи  тем, что в разделе "Оптика" в 12 классе отсутствует тема, связанная со строением глаза, дефектами зрения, коррекцией дефектов, а эти вопросы включены в часть заданий ЕГЭ и эти вопросы также являются жизненной необходимостью для человека. Поэтому я решила подобрать материал по данной теме.

Цель: сформировать УМК по теме "Глаз как оптическая система"

Задачи:

• Включить в раздел "Оптика" в 11 классе тему "Глаз как оптическая система"
• Разработать урок по данной теме.

Оборудование: компьютер, экран, презентация к уроку.

Тип урока: развивающий урок изучения нового материала с элементами практической работы.

План урока:

1. Введение (3мин)

Рассмотреть орган зрения как самой главной из органов чувств человека.

2. Основная часть (18 мин)

а) рассмотреть строение глаза с точки зрения биологии;
б) глаз – оптическая система;
в) аккомодация;
г) бинокулярное зрение;
и) дефекты зрения, причины их возникновения, их профилактика;
к) гимнастика для глаз;

3. Закрепление урока (10 мин)

Решения задач, по данной теме которые встречаются на ЕГЭ.

4. Итоги урока (5 мин)

• Глазная гимнастика.
• Гигиена глаза.

5. Выводы урока (2 мин)
6. Домашнее задание (2 мин)

1. Введение.

• У человека есть 5 главных органов чувств – это обаяние, осязание, вкусовые ощущение, слуховое чувство и зрение (Слайд 3,4). Почти 75% информации о окружающем мире мы получаем из органа зрения.
• В древности глазам приписывали всевозможные мистические свойства. (Слайд 4,5). Глаза часто символизировали смысл и суть жизни, их считали амулетами и оберегами. Древние греки рисовали красивые вытянутые глаза на носу кораблей, а египтяне на пирамидах изображали всевидящее око бога Ра.

Глаза... Многие ли из нас действительно сознают ту роль, какую глаза играют в нашей повседневной жизни, и многие ли знают, что и как надо делать для того, чтобы глаза наши были здоровыми?

К сожалению, здоровые глаза и хорошее зрение встречаются далеко не всегда. В России, по данным Министерства здравоохранения, более миллиона детей страдают различными заболеваниями глаз и нарушениями зрения: близорукостью, дальнозоркостью, астигматизмом, и косоглазием. С каждым годом число таких детей растет. Поэтому специалисты придают большое значение профилактике и ранней диагностике нарушений зрения. Но прежде чем говорить о заболеваниях глаз давайте познакомимся со строением глаза.

Итак, тема нашего урока

“Глаз как оптическая система”

2. Основная часть (Слайд 6)

– ознакомиться со строение глаза;
– выяснить, какие части глаза образуют оптическую систему;
– узнать, что такое аккомодация и бинокулярное зрение,
– выяснить, какие дефекты глаза существуют;
– ознакомиться с профилактикой болезней глаз. 

Объяснение нового материала:

а) Глаз – орган зрения высших животных в том числе и человека, является сложным оптическим прибором

Рассмотрим строение глаза человека. .(Слайд 7)

Глаз или глазное яблоко имеет почти шарообразную форму. Снаружи глаз покрыт прочной белой оболочкой – склерой, которая защищает его от повреждений. Передняя часть склеры прозрачна для света и называется роговицей. За роговицей расположена прозрачная водянистая масса, а за ней – радужная оболочка. Она определяет цвет глаз. В радужной оболочке есть отверстие – зрачок. Диаметр зрачка может изменяться в темноте и сокращаться на свету. После зрачка свет проходит через хрусталик – прозрачное тело, напоминающую двояковыпуклую линзу. Хрусталик окружен мышцами, прикрепляющими его к склере. За хрусталиком расположено стекловидное тело, заполняющее всю остальную часть глаза. Задняя стенка склеры – сетчатка – состоит из разветвлений волокон зрительного нерва, чувствительных к свету.

Как возникают и воспринимаются глазом изображения различных предметов?(Слайд 9).

б) Световые лучи, попадая в глаз, преломляются в роговице, хрусталике и стекловидном теле (оптической системе глаза), и на сетчатке глаза появляется изображение. Сетчатка служит своего рода шарообразным экраном, на который проецируется окружающий мир.

Изображение предмета, возникающее на сетчатке глаза, является действительным, уменьшенным и перевернутым.

Почему же мы видим предметы такими, какие они есть на самом деле? Дело в том, что в сетчатке оптическая информация воспринимается светочувствительными нервными клетками и передается в мозг. Обрабатывая сигналы, мозг снова переворачивает изображение, так что мы все видим правильно.

(Слайд 11) Человек может рассматривать объекты, по-разному удаленные от него. Когда человек смотрит на дольние предметы, он не напрягает зрение, мышцы, удерживающие хрусталик, расслаблены, и изображение оказывается на сетчатке. Когда же человек переводит взгляд на приближенные к нему предметы, изображение должно сместиться за сетчатку. Чтобы изображение не было размытым, главные мышцы сжимают хрусталик, делая его более выпуклым. При этом его кривизна, а значит и оптическая сила, увеличиваются, и изображение опять оказывается на сетчатке. 

в) Способность глаза приспосабливаться к видению как на близком, так и на более далеком расстоянии называется аккомодацией глаза ( от лат. “приспособление”). Аккомодация имеет предел. Если расположить предмет совсем близко, то мышцы не способны сжать хрусталик в должной степени. Нормальный глаз может длительно без особого напряжения рассматривать предметы, расположенные от него не ближе 25 см. Это расстояние называют расстоянием наилучшего зрения.

г) Наличие двух глаз позволяет сделать наше зрение стереоскопическим (или бинокулярным), то есть формировать трехмерное изображение. (Слайд 10). Правая сторона сетчатки каждого глаза передает через зрительный нерв “правую часть” изображения в правую сторону головного мозга, анологично действует левая сторона сетчатки. Затем две части изображения – правую и левую – головной мозг соединяет воедино.

Большинство же животных видят каждым глазом свою картину. Видимые ими предметы не отличаются рельефностью, к которой мы привыкли, но зато поле зрения гораздо обширнее. Каждый глаз человека видит в горизонтальном направлении примерно в пределах 120о, и оба угла зрения почти перекрывают друг друга.

Вернемся к нашему зрению. (Слайд 12) Дефекты глаз

и) У человека с хорошим (нормальным) зрением глаз в ненапряженном состоянии собирает параллельные лучи в точке, лежащей на сетчатке глаза.

Наиболее распространены два недостатка зрения – близорукость и дальнозоркость.

(Слайд 14,15,16). Близорукость – это недостаток зрения, при котором параллельные лучи после преломления в глазу собираются не на сетчатке, а ближе к хрусталику.

Близорукие люди не могут четко видеть удаленные предметы. Расстояние наилучшего зрения для близорукого глаза меньше 25 см.(Слайд 23).Близорукими называют людей, которые плохо видят удалённые объекты. Для того чтобы увидеть ясно и четко, они должны приблизиться к предмету или поднести его ближе к глазам. Когда близорукий смотрит на отдаленный предмет, он обычно прищуривает глаза, добиваясь этим уменьшения количества света, падающего на сетчатку,— тогда он может видеть несколько более четко. Отсюда произошло второе название близорукости – миопия, что означает в переводе с греческого языка прищуривание.

(Слайд 17,18,19). Дальнозоркость – это недостаток зрения, при котором параллельные лучи после преломления в глазу собираются не на сетчатке, а за ней.

Дальнозорким людям трудно сфокусировать взгляд на близких предметах.  Расстояние наилучшего зрения для дальнозоркого глаза больше 25 см.

При близорукости изображение удаленного предмета получают внутри глаза перед сетчаткой. Следовательно, на сетчатке вырисовывается уже не четкое изображение предмета, а расплывчатое световое пятно. Чтобы оно отодвинулось от хрусталика и переместилось на сетчатку, следует уменьшить оптическую силу преломляющей системы глаза. Для этого применяют рассеивающие (вогнутые) линзы.

При дальнозоркости изображение оказывается за сетчаткой. Оптическую силусистемы дальнозоркого глаза надо увеличить. Для этого используют собирающие (выпуклые) линзы.

к) При дальнозоркости, близорукости и многих других глазных заболеваниях регулярная тренировка глаз очень важна для сохранения и улучшения зрения, профилактики близорукости и других заболеваний глаз.

 (Слайд 21) Пресбиопия – с возрастом глаза теряют способность  к фокусировке. В связи с этим становятся проблематичными действия, требующие тщательного рассмотрения объектов, например чтения. Хрусталик глаза становится менее эластичным и утрачивает способность производить достаточное увеличение. В таких ситуациях перед глазом необходимо поместить выпуклую линзу. Обычно людям, никогда не носили очки коррекция для чтения становится нужна примерно в возрасте 45 лет.

(Слайд 22) Дальтонизм – неспособность различать один или несколько цветов. Дальтоники не воспринимают красный и зеленый цвет они воспринимают эти цвета серыми.

3. Закрепление урока

1. При расположении предмета на расстоянии 25 см от глаза на сетчатке получается его четкое изображение. Как должно измениться фокусное расстояние линзы-хрусталика при приближении предмета к глазу для получения четкого изображения этого предмета?

Решение.

Оптическую систему глаза можно рассматривать как собирающую линзу с переменным фокусным расстоянием и неизменной «глубиной» (расстоянием от линзы до экрана), так как расстояние от хрусталика до сетчатки меняться не может. При приближении предмета для получения четкого изображения фокусное расстояние линзы-хрусталика должно уменьшиться. На примере формулы тонкой линзы: , , следовательно, если расстояние от предмета  уменьшается, фокусное расстояние  также уменьшается. Для глаза все аналогично.

Правильный ответ: 2.

2. На сетчатке глаза изображение предметов получается

 1) увеличенным прямым

2) увеличенным перевернутым

3) уменьшенным прямым

4) уменьшенным перевернутым

3. При отодвигании предмета от глаза для получения его четкого изображения на сетчатке глаза фокусное расстояние линзы-хрусталика должно

1) увеличиться

2) уменьшиться

3) оставаться неизменным

4) увеличиться для больших предметов, уменьшиться для маленьких

Решение.

Оптическую систему глаза можно рассматривать как собирающую линзу с переменным фокусным расстоянием и неизменной «глубиной» (расстоянием от линзы до экрана), так как расстояние от хрусталика до сетчатки меняться не может. При отодвигании предмета для получения четкого изображения фокусное расстояние линзы-хрусталика должно увеличиваться. На примере формулы тонкой линзы: , , следовательно, если расстояние от предмета d увеличивается, фокусное расстояние F также увеличивается. Для глаза все аналогично.

Правильный ответ: 1

4. При близорукости изображение рассматриваемого глазом предмета формируется

 1) перед сетчаткой

2) на сетчатке

3) за сетчаткой

4) в хрусталике

5. При дальнозоркости изображение рассматриваемого глазом предмета формируется

 1) перед сетчаткой

2) на сетчатке

3) за сетчаткой

4) в хрусталике

Сейчас, чтобы снять напряжение в глазах мы выполним комплекс упражнений для улучшения зрения

• Итоги урока

“Гимнастика для глаз” (слайд 25-28)

Упражнения надо выполнять сидя или стоя, без поворотов и наклонов головы. Между каждым упражнением в течение нескольких секунд нужно энергично поморгать.

1. Посмотреть вверх, затем вниз. Повторить 10 раз.
2. Посмотреть вправо, затем влево. Повторить 10 раз.
3. Посмотреть, переводя взгляд по диагонали вправо – влево. Повторить 10 раз.
4. “Нарисовать” взглядом круг. Повторить 10 раз.
5. “Нарисовать” взглядом восьмерку. Повторить 10 раз.
6. Крепко зажмурить глаза на 3–5 секунд. Открыть на 3–5 секунд. Повторить 10 раз.
7. Закрыть глаза и приложить к векам ладошки на 1–2 минуты.
8. Легкими движениями пальцев “нарисовать” кружочки сначала на веках, потом на бровях. Повторить 10 раз.
9. Работа глаз "на расстояние". Подойдите к окну, внимательно посмотрите на близкую, хорошо видимую деталь: ветку дерева, растущего за окном, или на царапинку на стекле. Можно наклеить на стекло крохотный кружок из бумаги. Затем направьте взгляд вдаль, стараясь увидеть максимально удаленные предметы.

Гигиена зрения. (Слайд 29)

1. Не рекомендуется читать в движущемся транспорте, так как постоянно меняется кривизна хрусталика.
2. Не трогать глаза грязными руками, можно занести инфекцию.
3. Ограничивайте зрительные нагрузки – компьютер и телевизор не более 20 минут в день.
4. Место, где вы заниматься, должно быть правильно оборудовано: расстояние от тетради или книги должно быть не менее 33 см – длина локтя.
5. Книжку или учебник на столе держите на подставке, чтобы она была под углом 45 градусов.
6. Освещение должно падать слева, чтобы тень не падала на книгу.
7. Настольная лампа должна давать не точечный свет, а освещать все рабочее поле.Не выключайте и верхний свет в комнате, где вы занимаетесь.
8. При выполнении домашних заданий, просмотре телевизора, при работе за компьютером, при чтении через каждые полчаса зрительной нагрузки нужно выполнять гимнастику для глаз.
9. И конечно, важно правильное питание: морковь со сметаной или сливками (иначе каротин не усваивается), гречка, сливочное масло, яблоки, курага, печенка должны обязательно входить в ваше меню.
10. В школьных мастерских при работе на станках, надевать защитные очки, так как инородные предметы могут попасть в глаза.
11. Очень вредное действие на зрение оказывает курение, алкоголь, наркотики. Они поражают зрительный нерв, что приводит к потере зрения.

• Выводы урока

• Среда в котором мы живем влияет на наши  глаза.
• Наиболее частые нарушение зрения – близорукость и дальнозоркость. Дефект исправляется посредством очков
• Влияние разнообразных факторов среды на органы зрения не избежать, но можно уменьшить их негативное воздействие, соблюдая правила гигиены.

• Домашнее задание

Близорукий человек имеет дальнюю точку аккомодации l = 50 см. Принимая расстояние от хрусталика до сетчатки равным a = 2,5 см, определите, на каком расстоянии x от сетчатки находится изображение удаленного точечного источника. Определите также диаметр d светового пятна на сетчатке («пятно размытия»), если диаметр зрачка глаза dзр = 4 мм.

Список использованной литературы

1. О.А. Маловик. “Элективные курсы. Физика 11 класс”, Волгоград “Учитель” 2007.

2. Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев. “Физика 11”, Москва “Просв.” 2007.

3. О.Ф. Кабардин. “Физика”, Москва “Просвещение” 1988.

4. И.В. Савельев “Курс общей физики”, Москва “Наука” 1989.

5. В.А. Буров, Г.Г. Никифоров. “Фронтальные лабораторные занятия по физике в 7-11 классах, Москва “Просвещение” 1996.

6. Интернет ресурсы. (http://festival.1september.ru/articles/618110/ ; http://nsportal.ru/shkola/fizika/library/2013/05/16/glaz-kak-opticheskaya-sistema ; http://kopilkaurokov.ru/biologiya/uroki/173122)