请说明眼睛的工作机制与原理

1．眼睛为什么能看见物体．

眼睛能看见物体，从物理方面来说跟凸透镜成像的道理是一样的．

眼睛的主要构造如图3—20所示，最外层是无色透明的角膜，中间的透明囊状物叫做晶状体，晶状体和前面的角膜之间有透明液体，晶状体和后面的视网膜之间充满着无色透明的胶状物质——玻璃体．角膜和晶状体共同作用相当于一个凸透镜，这个透镜的焦距约1．5 cm，用眼睛观察物体，距离都大于二倍焦距，所以从物体射进眼睛的光线经过这个透镜折射后，在视网膜上形成倒立、缩小的实像，刺激分布在视网膜上的感光细胞，产生视觉从而看到物体．

2．眼睛的调节．

眼睛要看到物体必须成像在视网膜上，视网膜的位置是不变的，而物体到眼睛的距离却远近不同，眼睛是怎样使远近不同的物体都在视网膜上成清晰的像呢？

原来晶状体是有弹性的，它的弯曲程度可以靠周围的肌肉——睫状体来调节．在观看远处物体时，由于周围肌肉的作用，晶状体变得扁平，焦距变大，相反看近处物体时，变得凸些，焦距变小．因此无论是远处物体还是近处的物体都能在视网膜上成清晰的像．眼睛就像一架可以变焦距的高级照相机．

3．近视眼及其矫正．

近视眼的视网膜到晶状体的距离太远或晶状体比正常眼睛凸一些，从无限远处射来的光线不能会聚在视网膜上，而是会聚在视网膜前，不能看清远处的物体，只能看清一定距离内的物体．

为了矫正近视眼，使它的成像点后移．应该利用凹透镜的发散作用，使入射光线先经凹透镜变得发散些，再进入眼睛，会聚点就移到视网膜上．

4．远视眼及其矫正．

远视眼的视网膜到晶状体的距离过近，或晶状体比正常眼扁些，光线经会聚成像在视网膜的后面，远视眼只能看清远处的物体，看不清近处的物体．

矫正方法是用凸透镜做眼镜，利用凸透镜的会聚作用，使射入的光线先经凸透镜变得会聚一些，再进入眼睛，会聚点就向前移到视网膜上．

青少年中的近视眼，多是由于不注意用眼卫生造成的．预防近视眼要注意读书写字的姿势，以及光线的强暗，防止眼睛过度疲劳等．

我们平时佩戴的近视眼镜是凹透镜。凹透镜亦称为发散透镜，镜片的中间薄，边缘厚，呈凹形，所以又叫凹透镜。

凹透镜的成像规律

1.当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为一倍焦距以内时，成正立、放大的虚像，像与物在透镜的同侧；(u<f)

2.当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为一倍焦距时，成像于无穷远；(u=f)

3.当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为一倍焦距以外两倍焦距以内时，成倒立、放大的虚像，像与物在透镜的异侧；(f<u<2f)

4.当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为两倍焦距时，成倒立、等大的实像，像与物在透镜的异侧；(u=2f)

5.当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为两倍焦距以外时，成倒立、缩小的实像，像与物在透镜的异侧。(u>2f)

6.当厚度变大时，情况会更复杂。当厚度足够大时相当于伽利略望远镜，厚度更大时还会相当于正透镜。

7.凹透镜对光线起发散作用，成一个正立、缩小的虚像。

凸透镜的成像规律

将物体放在焦点之外，在凸透镜另一侧成倒立的实像，实像有缩小、等大。放大三种。物体距离越小，像距越大，实像就越大。物体放在焦点之内，在凸透镜同一侧成正立放大的虚像。物体距离越小，像距就越小，虚像也自然越小。凹透镜和凸透镜所成的实像，以及小孔成像中所成的实像，无一例外都是倒立的，当然，凹透镜和凸透镜也可以成虚像，而它们所成的两种虚像是正立的状态。

近视的原因

1.角膜过于凸，相当于是一个凸透镜。如果过于凸，曲率过大，会导致折射，导致光线通过眼睛以后不能折射到视网膜上面，聚焦在视网膜前面就形成近视；

2.有一部分患者眼轴过长，也会导致物像聚焦在视网膜前。眼镜是凹透镜，正好可以中和角膜的凸度，这样看东西的时候物像就能够聚焦在视网膜上面，能看清楚，这是矫正近视的原理。

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