Урок физики на тему 'Глаз-оптическая система'

Тема урока: « Глаз как оптическая система»
Цель урока: сформировать знания учащихся о зрительном анализаторе как оптической системе в ходе интегрированного урока физики и биологии.

Задачи

Обучающие: Изучение оптических свойств системы линз.

Развивающие: Развитие творческих способностей учащихся; формирование у учащихся приёмов применения знаний в новых условиях, усиление прикладной направленности научных знаний.

Воспитательные: Развитие интереса к изучению окружающего мира через уроки физики; воспитание коммуникабельности.

Тип урока - урок изучения нового материала.

Необходимое оборудование и пособия: мультимедиа - проектор, компьютер, экран, презентация, наборы линз.

Ход урока

1.Оргмомент. Приветствие, проверка готовности к уроку.

2.Актуализация знаний:

1. Что такое анализатор?

2. Кем было введено понятие - анализатор?

3. Из каких отделов состоит анализатор?

4. Сколько органов чувств у человека?

5. Чем представлен зрительный анализатор?

6. Из чего состоит вспомогательная система глаза?

7. Строение глаза?

8. Как называются рецепторы глаза?

3. Изучение нового материала:

Мы живём в прекрасном мире, богатом красками, звуками, запахами. Информация о происходящем в окружающей среде мы получаем через органы чувств - зрения, слуха, осязание, вкуса и обоняния. Внешний мир мы видим благодаря зрению. Орган зрения играет огромную роль в жизни человека. Более 90% информации об окружающем мире мы получаем с помощью глаз.

Глаз - это орган, который можно сравнить с окном в окружающий мир, его называют ещё «живым» фотоаппаратом.
«Мы смотрим не глазами, а мозгом», - говорят физиологи. Человек видит не глазами, а посредством глаз, откуда информация передается через зрительный нерв, зрительные тракты в определенные области затылочных долей коры головного мозга, где формируется та картина внешнего мира, которую мы видим.

Глаз можно назвать сложным оптическим прибором. Его основная задача - "передать" правильное изображение зрительному нерву.

1. Фокусирование изображения предметов на сетчатке, получение изображения и преобразования света в нервные импульсы.
   При действии света светочувствительное (ярко-красное) вещество родопсин, находящееся в наружных членниках палочек сетчатки выцветает и распадается на молекулу ретинена (желтое зрительное вещество) и бесцветную молекулу протеина (опсин) . Из этих молекул в темноте снова происходит восстановление родопсина, но если произошло полное его обесцвечивание (при длительном пребывании на свету) , то синтез родопсина может произойти только при участии витамина А. При недостатке витамина нарушается зрение в сумерках и ночью ( "куриная слепота").
   Эти фотохимические реакции пигментов и являются началом возбуждения зрительных рецепторов и возникновения импульсов в зрительном нерве.
   Проводниковый отдел зрительного анализатора начинается от ганглиозных клеток сетчатки, оксоны которых образуют зрительный нерв. В области основания мозга оба зрительных нерва соединяются и часть их волокон перекрещивается. Волокна зрительного нерва идут в коленчатые тела таламуса и вступают в синаптическую связь с его нейронами, отростки которых заканчиваются в сенсорной зоне зрительного анализатора, расположенной в затылочной области коры головного мозга. Часть волокон, не прерывающихся в таламусе идет в передние бугры четверохолмия, связанные с проявлением первичных, ориентировочных зрительных рефлексов.

2. Что изучает оптика

О́птика (от др. -греч. ὀπτική появление или взгляд) - раздел физики, рассматривающий явления, связанные с распространением электромагнитных волн преимущественно видимого и близких к нему диапазонов (инфракрасное и ультрафиолетовое излучение) . Оптика описывает свойства света и объясняет связанные с ним явления.

3. Механизм получения изображения на сетчатке

Оптическая система глаза фокусирует изображения на сетчатке; - зрачок регулирует количество падающего на сетчатку света; - мышцы глазного яблока обеспечивают его непрерывные перемещения.Для того, чтобы увидеть объекты окружающего мира, необходимо, чтобы световые лучи от каждой точки объекта попадали только в одну точку сетчатки, т.е. необходимо сфокусировать изображение. Этого можно добиться, поместив перед сетчаткой сферическую преломляющую поверхность. Световые лучи, исходящие из одной точки, после преломления на такой поверхности будут собираться в одной точке (фокусе). Таким образом, на сетчатке возникнет четкое перевернутое изображение.

4. Аккомодация - настройка преломляющей силы оптического аппарата глаза на определенное расстояние до рассматриваемого объекта. Согласно законам рефракции, если луч света падает на преломляющую поверхность, то он отклоняется на угол, зависящий от угла его падения. При приближении объекта, угол падения исходящих от него лучей будет изменяться, поэтому преломленные лучи соберутся в другой точке, которая будет находиться позади сетчатки, что приведет к «размытию» изображения. Для того, чтобы его вновь сфокусировать, необходимо увеличить преломляющую силу оптического аппарата глаза. Это достигается увеличением кривизны хрусталик, которое происходит при повышении тонуса цилиарной мышцы.

5. Нормальное зрение

При нормальном зрении световые лучи от предметов проходят, преломляясь, через оптическую систему глаза - роговицу, переднюю камеру глаза, хрусталик, стекловидное тело - и фокусируются на определенной области сетчатки. Сила преломляющего аппарата в таком случае соответствует длине глаза. Благодаря такому уникальному органу, как хрусталик, человек при нормальном зрении может без особого труда разглядеть и звезды на ночном небе, и мелкий шрифт в книге. Глаз человека практически не имеет ограничений на дальность восприятия. Острота зрения зависит от плотности расположения фоторецепторов в сетчатке глаза и в среднем составляет 1,0. Однако в норме у некоторых людей может быть несколько ниже (0,7 или 0,8), а может быть и 1,5, и 2,0 единицы и больше.

6. Причины нарушения зрения

В процессе старения организма в глазах человека могут возникнуть отклонения от нормы, вследствие чего нарушаются основные условия наилучшего зрения, так как хрусталик теряет эластичность, способность менять свою кривизну. Эти отклонения называются дефектами зрения. Изображение близко расположенных предметов расплывается - развивается дальнозоркость. Другой дефект зрения - близорукость, когда люди, наоборот, плохо видят удаленные предметы.

Причиной дальнозоркости и близорукости могут быть и врожденные изменения глазного яблока. При близорукости изображение предмета фиксируется перед сетчаткой и поэтому воспринимается как расплывчатое. При дальнозоркости изображение предмета фиксируется за сетчаткой и тоже воспринимается как расплывчатое.

7. Виды линз

Слово «линза» происходит от немецкого слова «чечевица»

Линза - прозрачное тело, ограниченное сферическими поверхностями. Линзы по внешнему виду делятся на выпуклые (плосковыпуклые, двояковыпуклые, выпукло вогнутые) и вогнутые (плосковогнутые, двояковогнутые, вогнуто выпуклые).

8. Коррекция зрения

Для исправления дефектов зрения с древних времён и по наши дни применяют 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. Какие же линзы следует применять в очках?

При близорукости необходимо изображение предмета отодвинуть от хрусталика и переместить на сетчатку. Для этого применяют линзы вогнутые - рассеивающие свет с отрицательной оптической силой.

При дальнозоркости изображение предмета за сетчаткой перемещают с помощью линз выпуклых - собирающих свет. Оптическая сила таких линз - положительная.

Гигиена зрения.

1. Не рекомендуется читать в движущемся транспорте, так как постоянно меняется кривизна хрусталика.

2. Не рекомендуется держать книги на расстоянии ближе 30 см, потому что мышечный аппарат глаза сильно напрягается.

3. Читать, писать в хорошем освещенном помещении, освещение должно падать слева.

4. В школьных мастерских при работе на станках, надевать защитные очки, так как инородные предметы могут попасть в глаза.

5. Очень вредное действие на зрение оказывает курение, алкоголь, наркотики. Они поражают зрительный нерв, что приводит к потере зрения.

4. Закрепление изученного материала:

1.Что входит в состав оптической системы глаза?
2.Где фокусируется изображение нормального глаза?
3.Расстояние наилучшего видения нормального глаза …
4. Способность глаза приспосабливаться к видению как на близком расстоянии, так на и на дальнем называется…
5.Недостаток зрения, при котором расстояние наилучшего видения превышает нормальное значение- это

6. Перечислите меры по предупреждению заболеваний глаза.

5. Рубрика «Знаете ли вы» :

…что в центральной части сетчатки плотность палочк составляет около 150 000 на мм2 , по направлению к периферии она снижается до 50 000 на мм2. В центральной ямке и слепом пятне палочки отсутствуют. Плотность колбочек в центральной ямке достигает 150 000 на мм 2 , в слепом пятне они отсутствуют, а на всей остальной поверхности сетчатки плотность колбочек не превышает 10 000 на мм 2 .
… что способность различать цвета появляется у человека не сразу. Глаз должен долго тренироваться, чтобы научиться видеть краски. Новорожденному мир представляется как однообразная серая фотография. Только в 6-7 месяцев ребенок начинает различать цвета.
… что глаз способен различать 130-250 чистых цветовых тонов и 5-10 миллионов смешанных оттенков.
… что в темноте может разглядеть пламя свечи на расстоянии более 1 км. Острота зрения человека ночью такая же, как у совы, но в 4 раза хуже, чем у кошки. Зато днем зрение человека в 5 раз сильнее, чем у кошки.
… что разрешающая способность человеческого глаза равна 100 микронам. Человеческий глаз может обнаружить яркий свет, проходящий через отверстие диаметром всего 3-4 микрона.
…что чувствительность к свету у палочек примерно в 500 раз выше, чем у колбочек.

…что палочки обеспечивают черно-белое (скототопическое зрение), а колбочки - цветное (фотоопическое) зрение.

5. Итог урока:

Сегодня на уроке мы говорили о значении зрения в нашей жизни. Наш калейдоскоп знаний заполнен. Значит, мы выполнили поставленные в начале урока задачи. Изучили строение оптической системы и свойства глаза. А так же узнали с помощью каких линз можно исправлять близорукость и дальнозоркость. Обо всем этом мы узнали благодаря биологии и конечно физике.
Д/З. § 74 стр.238-234, подготовить сообщение «Свойства глаза» (для желающих)

Рефлексия деятельности.