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人类眼睛的功能

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实验目的

探究眼睛看远处物体和看近处物体的时的原理。

实验原理

人眼的晶状体好比是一个凸透镜,而且正常眼睛的晶状体可以根据环境要求改变厚薄从而改变焦距。根据凸透镜成像原理可以知道不同远近的物体经过凸透镜之后成像规则。

实验器材

序号

实验箱名称

器材名称

数量

备注

1

光学实验箱

光源灯箱

1

 

2

光学实验箱

绘图套尺

1

 

3

光学实验箱

3/5缝光栅板

1

 

4

光学实验箱

双半圆比色皿盒

1

 

5

光学实验箱

红黑香蕉导线

2

 

6

 

移动式多功能电源

1

 

7

 

A4

1

自备

8

 

圆规

1

自备

 

10.31-1

操作要点

1、入射角不能大于 10°,否则焦点不能落在圆弧上

2、移动灯箱时,不要改变比色皿的位置。

实验步骤

实验一:远处物体在眼睛上的聚焦(平行光)。

1、将A4白纸横放在桌面上,在距离右边缘8.5厘米处画出两条互相垂直的直线,交点记为M。在垂直直线上,在点M的上下3cm处分别做一个标记。以点M为圆心,画一个半径为7.5cm的半圆,半圆与光轴(水平直线)的交点记为F(图10.31-3)。半圆代表人眼模型中的视网膜。  

10.31-2                                                                              10.31-3

2、将白纸右侧折起约1cm,以作屏幕。点F恰好位于折叠处。将比色皿准确放置在交叉点上,使分隔壁与垂直直线重合,且与光轴垂直(图10.31-2)。比色皿代表人眼模型中的晶状体。

3、将三缝膜片插入灯箱(有透镜的一侧)中,并将灯箱放置在距离纸张左侧边缘约1厘米处。在比色皿朝向灯箱的半格中倒入水至满格。

4、调整灯箱,直到中间的光线与光轴精准重合,并且在通过比色皿后不发生偏折(图10.31-4)。如有必要,可将比色皿沿垂直直线稍微调整。用铅笔仔细描出比色皿的轮廓,注意不要改变它的位置。

10.31-4

5、观察并标记三条光线穿过比色皿和到达屏幕时的光路(图10.31-5),并记录在报告中。

10.31-5

6、移动灯箱,使光束与光轴成一个小角度(斜向左上且不超过10°),且中间光束必须经过点M(图10.31-6)。再次观察光路,特别是焦点相对于点F的位置。将观察结果记录在报告中。

10.31-6

7、移动灯箱,使光束斜向右上并与光轴成一个小角度(不超过10°),中间光束经过点M(图10.31-7)。再次观察光路,以及交点相对于点F的位置。将观察结果记录在报告中。

10.31-7

实验二:将眼睛聚焦在近处物体上(发散光)。

1、将灯箱旋转180°,使发散光束照射在比色皿上,调整灯箱的位置使三条光线都能通过比色皿。观察比色皿后面的光路,特别是屏幕上。记录观察结果。

2、在另一格比色皿中也注满水(图10.31-8)。观察光路的变化,并记录在报告中。

10.31-8

3、关闭电源,从纸上取下灯箱和比色皿。

实验记录

实验一:较远的物体在眼睛上的聚焦

实验条件

观察结果

沿着光轴的平行光束

 

左上方射来的平行光

 

左下方射来的平行光

 

实验二:较近的物体在眼睛上的聚焦

实验条件

观察结果

发散光束

 

发散光束,且比色皿两格均注满水

 

 

实验结论

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