窺視眼睛的奧秘

付大華

眼睛是人們認識世界的窗口，通過眼睛與大腦的配合，人們能看清物體，判斷距離。欣賞五彩繽紛的世界，眼睛為什么具有如此大的功能呢？其中的奧秘在哪兒呢？視力不好應如何矯正？學習有關眼睛和眼鏡的知識后，你就知道了。

眼睛

我們知道數碼相機是利用凸透鏡能成倒立、縮小實像的原理制成的，人的眼睛就好像一架神奇的數碼相機，如圖1所示，晶狀體和角膜的共同作用相當于數碼相機的鏡頭（凸透鏡），它把來自物體的光會聚在視網膜上（相當于數碼相機內的感光器件CCD，即電荷耦合器件），形成物體倒立、縮小的實像，視網膜上的視神經細胞受到光的刺激；把這個信號傳輸給大腦，產生視覺，我們就看到了物體。

眼睛可以通過睫狀體改變晶狀體的形狀來看清遠近不同的物體，當人們眺望遠處的物體時。睫狀體放松，晶狀體變薄，使遠處物體射來的光剛好會聚在視網膜上，眼睛可以看清遠處的物體：當人們觀察近處的物體時，睫狀體收縮，晶狀體變厚，對光的偏折能力變大，從而讓近處物體射來的光會聚在視網膜上，眼睛就可以看清近處的物體，依靠眼睛調節所能看清的最遠和最近的兩個極限點分別叫作遠點和近點，正常眼睛的遠點在無限遠，近點在眼前大約10cm處，長時間觀察距離較近或較遠的物體。眼睛需要高度調節，容易感到疲勞，根據科學研究，在工作時間較長時，最適宜的、不致引起眼睛過度疲勞的距離大約是25cm，叫作“明視距離”。

例1，人眼的晶狀體、角膜的共同作用相當于凸透鏡，當人觀察物體時，物體在視網膜上所成的像是（）。

A.正立、縮小的虛像

B.正立、縮小的實像

C.倒立、縮小的虛像

D.倒立、縮小的實像

解析：我們之所以說人的眼睛像一架神奇的數碼相機，這是因為眼睛和數碼相機不僅結構相似，成像原理也相同，它們都是根據物距大于2倍焦距時成倒立、縮小的實像原理工作的，眼睛和數碼相機成像的不同之處，主要表現在成像的調節上，一般的數碼相機焦距不變，通過調節鏡頭到感光器材CCD間的距離，在CCD上得到清晰的實像，而眼睛成像時像距不變，通過調節晶狀體的形狀來改變焦距，使清晰的實像成在視網膜上。

答案，D

近視眼、遠視眼的成因及矯正

由于種種原因，如先天缺陷或不注意用眼衛生，有些人眼睛的晶狀體會比正常眼的晶狀體凸一些，折光能力太強，或者眼球在前后方向上太長，來自遠處某點的光會聚在視網膜前，所以看不清遠處的物體，這種眼睛叫作近視眼（圖2甲）。

如圖2乙所示，為了矯正近視眼，可在眼睛前面放一個合適的凹透鏡做成的眼鏡，使入射光先經過凹透鏡變得發散些再進入眼睛，就能使來自遠處物體的光會聚在視網膜上，形成清晰的像。

由于先天缺陷、不注意用眼衛生或隨著年齡增長，有些人眼睛的晶狀體會比正常眼的晶狀體扁平一些，折光能力太弱，或者眼球在前后方向上太短，來自近處某點的光還沒有會聚成一點就到達視網膜了，所以看不清近處的物體，這種眼睛叫作遠視眼（圖3甲）。

如圖3乙所示，為了矯正遠視眼，可在眼睛前面放一個合適的凸透鏡做成的眼鏡，使入射光先經過凸透鏡變得會聚一些再進入眼睛，就能使來自近處物體的光會聚在視網膜上，形成清晰的像。

例2，如圖4所示是某人看近處物體時的光路圖，由圖可知他是——（填“近視”或“遠視”）眼，若他配戴的眼鏡鏡片中心的厚度為1.5mm，則該鏡片邊緣的厚度應____（填“大于”“等于”或“小于”）1.5mm。

解析：如圖4所示，近處物體通過眼睛的晶狀體后，成像在視網膜的后方，說明此人的眼睛是遠視眼，需要用凸透鏡制成的眼鏡進行矯正，凸透鏡的特點是中間厚、邊緣薄，此眼鏡鏡片中心的厚度為1.5mm，則該鏡片邊緣的厚度應小于1.5mm。

答案：遠視小于

眼鏡的度數

我們知道，近視或遠視程度越嚴重，所配眼鏡的度數越大，眼鏡的度數表示的是鏡片（透鏡）折光本領的大小，鏡片的度數越大，發散或會聚光的本領就越大，通常把透鏡焦距的倒數叫作透鏡的焦度，用φ表示，φ=1/f（f單位：m），平時說的眼鏡片的度數，就是鏡片的透鏡焦度乘100的值，且凸透鏡（遠視鏡片）度數是正數，凹透鏡（近視鏡片）度數是負數。

例3，近視眼鏡的鏡片結構如圖5所示，其實質是____鏡，該鏡片對平行光具有____作用，小明戴的近視鏡片的“度數”是500度，則構成該近視鏡片的透鏡的焦距是____m。

解析：如圖5所示，近視眼鏡的鏡片結構是中心比邊緣薄，屬于凹透鏡，凹透鏡對平行光具有發散作用，由于眼鏡片的度數是鏡片的透鏡焦度乘100的值，即500=100φ，則φ=5，再由公式φ=1/f可知，凹透鏡的焦距f=1/5m=0.2m。

答案：凹透 發散 0.2

學即用，練一練：

1.人的眼睛像一架神奇的照相機，對于近視者而言，遠處物體經晶狀體折射所形成像的位置，以及相應的矯正方式是（ ）。

A.像落在視網膜的前方，需戴凹透鏡矯正

B.像落在視網膜的前方，需戴凸透鏡矯正

C.像落在視網膜的后方，需戴凹透鏡矯正

D.像落在視網膜的后方，需戴凸透鏡矯正

2.小明將一支點燃的蠟燭放在凸透鏡（f=10cm）前18cm處，在光屏上得到了燭焰倒立、____的清晰的像，然后他在蠟燭和凸透鏡之間放置了一個遠視眼鏡片。由于遠視眼鏡片對光線有____作用，所以光屏上燭焰的像變模糊了（如圖6所示），若想在光屏上重新得到清晰的像，他可將光屏____凸透鏡。

參考答案：1.A 2.放大 會聚 靠近

責任編輯：程哲endprint