3.4.2. Урок изучения нового материала по теме «Глаз. Очки.»

Цели:

Образовательная: изучить строение глаза с анатомо-физиологической точки зрения; повторить устройство глаза как оптического прибора; закрепить умение рассчитывать оптическую силу линзы; сформировать правила по гигиене зрения.

Развивающая: развить умение анализировать учебный материал, выделять главное; развивать память, логическое мышление, внимание.

Воспитательная: воспитывать у учащихся познавательный интерес к физике.

Оборудование: Собирающая линза в оправе на подставке из набора «Оптика-8», экраны, линзы № 1-3 для фронтальных лабораторных работ по оптике, рассеивающая и собирающая линзы, разборная модель глаза, осветитель для теневой проекции, таблица «Строение глаза».

Ход урока

Основной объём информации об окружающем мире человек получает по оптическому каналу. Сегодня, используя новую информацию о глазе, которую вы получили на уроках биологии, попробуем систематизировать наши оптические представления о нем.

Необходимо разделить класс на 3 группы. Каждая группа занимается изучением конкретного материала:

Первая группа изучает строение глаза. В данную группу необходимо собрать учеников средней успеваемости, поскольку материал знаком им из курса биологии и не должен вызывать особых трудностей. Однако ученикам необходимо изучить строение глаза с точки зрения физики.

Вторая группа займется изучением глаза как оптического прибора. В эту группу должны войти « сильные» ученики, поскольку предложенные им задания будут основываться на работе с линзами и построениями в линзах.

Третья группа остановится на вопросах соблюдения гигиены зрения. Ученики, которые войдут в данную группу, должны хорошо учебный материала других дисциплин (биология, основы медицинских знаний).

На выполнение заданий отводится 20 минут. Учитель в это время контролирует работу групп, отвечает на возникшие вопросы, помогает при проведении демонстрации, проводит индивидуальные беседы.

После выполнения заданий каждая группа отвечает перед остальными учениками, которые делают пометки в своих тетрадях, задают вопросы и оценивают выступающих.

Задания для работы в группах.

Первая группа

1. Изучите учебный материал на стр. 98-100 и материал, предложенный учителем.

2. Составьте краткий конспект изученного под названием: «Строение глаза».

3. Ответьте на вопросы:

• Перечислите основные элементы глаза и их функции.

• Что называют аккомодацией глаза?

• Что называют расстоянием лучшего зрения?

• Что такое угол зрения?

Вторая группа

1. Изучите материал на стр. 100-102.

2. Соберите модель глаза из предложенных вам линз. (Помните о ТБ при работе с линзами)

3. Можно ли назвать точной собранную вами модель глаза или требуется сделать какие-то оговорки?

4. Ответьте на вопросы:

• Как осуществляется настройка изображения в оптической системе глаза?

• Какой дефект зрения называется дальнозоркостью? близорукостью?

• Продемонстрируйте с помощью собранной модели глаза дальнозоркость и близорукость и методы их исправления.

Третья группа

1. Каким должно быть освещение для нормального функционирования глаза?

2. Назовите причины, которые влекут за собой расстройство зрения?

3. Составьте 7-8 упражнений для тренировки глазных мышц.

4. Сделайте вывод о важности изучения глаза с точки зрения физики.

Теоретический материал

Первая группа

Глаз – это часть зрительного анализатора. При помощи зрительного нерва он связан с мозговыми центрами. Глаз представляет собой шарообразное тело диаметром около 25 мм и массой 7,5-8 г. Стенки глазного яблока образованы тремя оболочками. Наружная – склера состоит из плотной непрозрачной соединительной ткани. Она защищает глаз от повреждений и позволяет глазному яблоку сохранять форму. Передняя часть склеры – прозрачная роговая оболочка, или роговица, имеющая выпуклую поверхность.

Следующая оболочка глаза, которая изнутри плотно прилегает к склере, ‑ сосудистая. В ней располагаются кровеносные сосуды. Обратите внимание, что сосудистая оболочка черная. Её клетки содержат чёрный пигмент, который поглощает световые лучи и тем самым препятствует их рассеиванию внутри глаза.

Спереди, напротив роговицы, сосудистая оболочка переходит в радужную. Она может быть разного цвета в зависимости от количества находящегося в ней пигмента. Именно радужная оболочка определяет цвет глаз. По своей природе радужная оболочка – это кольцевая диафрагма с небольшим отверстием в центре – зрачком.

Зрачок регулирует поступление света в глаз, сужаясь или расширяясь. Если света мало, зрачок расширяется, если много – сужается. За зрачком располагается прозрачный хрусталик, имеющий форму двояковыпуклой линзы. Он эластичен и может менять свою кривизну с помощью ресничной мышцы. Благодаря этому обеспечивается точная фокусировка лучей света и от удалённых, и от близлежащих предметов на внутренней оболочке глаза – сетчатке.

Сетчатка – это очень тонкая оболочка. Состоит она из нескольких слоёв. Первый слой образован зрительными рецепторами – палочками и колбочками, которых около 140 млн., причём, колбочек только около 10 млн. Палочки ответственны за световое восприятие, они возбуждаются быстро даже слабым светом, но не воспринимают цвет. Колбочки возбуждаются медленнее и только ярким светом, зато они способны воспринимать цвет.

В сетчатке колбочки и палочки расположены неравномерно. Колбочки, в основном, группируются в центре задней части сетчатки, а в желтом пятне (прямо напротив зрачка) вообще нет палочек. Поэтому наиболее чётко мы различаем предметы, цветное изображение которых создаётся именно на жёлтом пятне.

Пространство позади хрусталика заполнено прозрачным полужидким веществом – стекловидным телом.

Вторая группа

Рассмотрим глаз как оптическую систему.

Она включает в себя роговицу, хрусталик, стекловидное тело. Главная роль в создании изображений принадлежит хрусталику. Он фокусирует лучи на сетчатке, благодаря чему возникает действительное, уменьшенное, перевёрнутое изображение предметов, которое мозг корректирует в прямое.

В силу разных причин у некоторых людей изображение фокусируется не на сетчатке, а перед ней, а на сетчатке получается размытое, нечёткое изображение. Этот недостаток зрения называется близорукостью, а глаз – близоруким.

У других людей лучи фокусируются за сетчаткой (точнее сказать, фокусировались бы за сетчаткой, если бы она была прозрачной для света), так что на сетчатке опять получается нерезкое изображение. Этот недостаток зрения называется дальнозоркостью, а глаз – дальнозорким (демонстрация хода лучей в дальнозорком глазе).

Статистика говорит, что каждый четвёртый человек на планете страдает близорукостью, а каждый второй – дальнозоркостью. Оба нарушения бывают как врождёнными, так и приобретёнными.

Как известно, исправляются эти недостатки ношением либо очков, либо контактных линз. Врач-окулист подбирает очки методом проб и ошибок, вставляя в специальную оправу разные линзы, пока пациент не станет хорошо видеть.

Длительное ношение очков не улучшает зрение, и если оно с годами меняется, то благодаря не очкам, а по другим причинам.

Третья группа

Рассмотрим причины дальнозоркости. Приобретённая дальнозоркость развивается, как правило, после 40 лет. Остановить этот процесс почти невозможно, так как ресничные мышцы с возрастом слабеют, а хрусталик теряет эластичность, твердеет, в результате чего его способность к аккомодации уменьшается.

Значительно чаще встречается приобретённая близорукость. Она, как правило, появляется у детей в средних и старших классах и напрямую связана с повышенной нагрузкой на орган зрения. Глаз не справляется с длительным напряжением, мышечный аппарат ослабевает, хрусталик теряет способность менять свою кривизну, т.е. аккомодировать, что не позволяет чётко видеть удалённые предметы.

Людям с недостатками зрения помогают очки и контактные линзы. Однако, известно, что они приносят массу неудобств. Может быть, эффективнее предупреждать близорукость? Исследования показали, что 95% младенцев рождаются с нормальным зрением. Значит, всё зависит от нас! Глаз – это очень ценный, хрупкий орган, который надо беречь.

Пренебрежение элементарными гигиеническими правилами приводит к ослаблению остроты зрения и порождает много проблем, вплоть до выбора профессии. Нельзя рассматривать текст, смотреть телевизор на близком расстоянии, так как хрусталик будет напряжён, что ведёт к близорукости. Во время чтения, письма предмет надо располагать на расстоянии 25-30 см от глаза. Это расстояние наилучшего зрения. На таком расстоянии мы рассматриваем детали, не напрягая зрения.

Знаете вы и том, как важно следить за освещением. Оно должно быть хорошим, но не слишком ярким, чтобы чрезмерно не раздражать рецепторы глаза и не вредить зрению. В яркий солнечный день нужно носить тёмные очки (особенно зимой, когда велика отражательная способность снега). Расстройства зрения могут возникать из-за недостатка витамина А. Вредное действие оказывает курение. Никотин и другие яды табака могут вызвать тяжёлое поражение зрительного нерва.

Необходимо делать гимнастику глаз, чтобы тренировать, укреплять глазные мышцы и останавливать развитие близорукости. Очень полезно периодически смотреть вдаль, ведь при этом мышцы глаза не напрягаются. Только так, тренируя мышцы глаза и давая им отдых, вы сможете предотвратить близорукость. Ухаживайте за глазами, берегите их!

Подведение итогов

А теперь подведём итоги нашего урока и ответим с вами на следующие вопросы.

1. Чему равна оптическая сила хрусталика человеческого глаза?

2. Какая часть глаза больше всего преломляет световые лучи?

3. В нормальном состоянии глаз человека установлен на бесконечность, то есть фокус всей системы попадает на сетчатку. При более близком расположении изображение должно было получиться позади сетчатки и стать неясным. Почему же мы отчётливо видим близкие предметы?

4. Можно ли считать, что предметы видны тем отчётливее, чем они ближе расположены к глазу?

5. Почему близорукие люди могут читать текст, набранный мелким шрифтом?

6. Почему глаза быстро утомляются, если читать книгу, держа её на близком расстоянии от глаз?

7. Почему ночью при вспышке молнии движущиеся предметы кажутся как бы остановившимися?

8. Почему хрусталик рыбьего глаза имеет почти сферическую форму?

9. Зрачки глаз у лошадей расположены горизонтально. А у кошек и лисиц, наоборот, ‑ вертикально. Объясните почему.

Ответы

1. В зависимости от выпуклости, меняющейся в ходе аккомодации, оптическая сила хрусталика изменяется от 20 до 30 диоптрий.

2. Основной преломляющей поверхностью глаза человека и сухопутных животных является роговица. Оптическая сила роговицы человека равна 43 диоптриям, а хрусталика – от 20 до 30 диоптриям в зависимости от его выпуклости, меняющейся в ходе аккомодации глаза, поэтому хрусталик играет роль подстроечного элемента оптической системы глаза. Изменение его выпуклости позволяет получить резкое изображение предметов, расположенных и далеко, и близко от глаза.

3. У человека способность глаза приспосабливаться к рассматриванию предметов на различных расстояниях осуществляется изменением кривизны хрусталика. Благодаря напряжению ресничной мышцы кривизна хрусталика возрастает, и глаз начинает преломлять сильнее; при расслаблении мышцы хрусталик становится более плоским и преломляет слабее. Способность глаза приспосабливаться к расстояниям называется аккомодацией. Нормальный человеческий глаз может аккомодировать на очень большие расстояния. Так называемая самая удалённая точка ясного видения лежит на бесконечности. Но нормальный глаз может видеть и вблизи. Так называемая ближайшая точка ясного видения лежит на расстоянии 14 см от глаза.

4. Приближая предмет к глазу, мы увеличиваем угол зрения, а, следовательно, получаем возможность лучше различать мелкие детали. Однако расположенный очень близко к глазу предмет хорошо рассмотреть нельзя, так как способность глаза к аккомодации ограничена. Для нормального глаза наиболее благоприятным оказывается расстояние около 25 см (расстояние наилучшего зрения).

5. Близорукие люди помещают газету или книгу очень близко от глаз и, следовательно, видят каждый печатный знак под большим углом зрения. А чем больше угол зрения, под которым рассматривается предмет, тем лучше видны его детали.

6. Глаза утомляются из-за напряжения мышц, сжимающих хрусталик.

7. Вспышка молнии длится малый промежуток времени (около 0,0001сек.), в течение которого глаз не реагирует на изменение положение движущихся предметов, а продолжает сохранять первоначально возникшее зрительное впечатление.

8. Относительный показатель преломления хрусталика рыбьего глаза, находящегося в воде, невелик, поэтому увеличение оптической силы хрусталика достигается большей кривизной его поверхности.

9. Горизонтальное расположение зрачков расширяет угол зрения в горизонтальной плоскости. Это очень важно для животных, которые обитают на плоской открытой равнине, где хищников нужно обнаруживать заблаговременно, как только они появляются на горизонте.

10. У кошек и лисиц зрачки расположены вертикально потому, что эти животные, отыскивая свою добычу, смотрят чаще всего вверх и вниз.