窥视眼睛的奥秘

付大华

眼睛是人们认识世界的窗口，通过眼睛与大脑的配合，人们能看清物体，判断距离。欣赏五彩缤纷的世界，眼睛为什么具有如此大的功能呢？其中的奥秘在哪儿呢？视力不好应如何矫正？学习有关眼睛和眼镜的知识后，你就知道了。

眼睛

我们知道数码相机是利用凸透镜能成倒立、缩小实像的原理制成的，人的眼睛就好像一架神奇的数码相机，如图1所示，晶状体和角膜的共同作用相当于数码相机的镜头（凸透镜），它把来自物体的光会聚在视网膜上（相当于数码相机内的感光器件CCD，即电荷耦合器件），形成物体倒立、缩小的实像，视网膜上的视神经细胞受到光的刺激；把这个信号传输给大脑，产生视觉，我们就看到了物体。

眼睛可以通过睫状体改变晶状体的形状来看清远近不同的物体，当人们眺望远处的物体时。睫状体放松，晶状体变薄，使远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上，眼睛可以看清远处的物体：当人们观察近处的物体时，睫状体收缩，晶状体变厚，对光的偏折能力变大，从而让近处物体射来的光会聚在视网膜上，眼睛就可以看清近处的物体，依靠眼睛调节所能看清的最远和最近的两个极限点分别叫作远点和近点，正常眼睛的远点在无限远，近点在眼前大约10cm处，长时间观察距离较近或较远的物体。眼睛需要高度调节，容易感到疲劳，根据科学研究，在工作时间较长时，最适宜的、不致引起眼睛过度疲劳的距离大约是25cm，叫作“明视距离”。

例1，人眼的晶状体、角膜的共同作用相当于凸透镜，当人观察物体时，物体在视网膜上所成的像是（）。

A.正立、缩小的虚像

B.正立、缩小的实像

C.倒立、缩小的虚像

D.倒立、缩小的实像

解析：我们之所以说人的眼睛像一架神奇的数码相机，这是因为眼睛和数码相机不仅结构相似，成像原理也相同，它们都是根据物距大于2倍焦距时成倒立、缩小的实像原理工作的，眼睛和数码相机成像的不同之处，主要表现在成像的调节上，一般的数码相机焦距不变，通过调节镜头到感光器材CCD间的距离，在CCD上得到清晰的实像，而眼睛成像时像距不变，通过调节晶状体的形状来改变焦距，使清晰的实像成在视网膜上。

答案，D

近视眼、远视眼的成因及矫正

由于种种原因，如先天缺陷或不注意用眼卫生，有些人眼睛的晶状体会比正常眼的晶状体凸一些，折光能力太强，或者眼球在前后方向上太长，来自远处某点的光会聚在视网膜前，所以看不清远处的物体，这种眼睛叫作近视眼（图2甲）。

如图2乙所示，为了矫正近视眼，可在眼睛前面放一个合适的凹透镜做成的眼镜，使入射光先经过凹透镜变得发散些再进入眼睛，就能使来自远处物体的光会聚在视网膜上，形成清晰的像。

由于先天缺陷、不注意用眼卫生或随着年龄增长，有些人眼睛的晶状体会比正常眼的晶状体扁平一些，折光能力太弱，或者眼球在前后方向上太短，来自近处某点的光还没有会聚成一点就到达视网膜了，所以看不清近处的物体，这种眼睛叫作远视眼（图3甲）。

如图3乙所示，为了矫正远视眼，可在眼睛前面放一个合适的凸透镜做成的眼镜，使入射光先经过凸透镜变得会聚一些再进入眼睛，就能使来自近处物体的光会聚在视网膜上，形成清晰的像。

例2，如图4所示是某人看近处物体时的光路图，由图可知他是——（填“近视”或“远视”）眼，若他配戴的眼镜镜片中心的厚度为1.5mm，则该镜片边缘的厚度应____（填“大于”“等于”或“小于”）1.5mm。

解析：如图4所示，近处物体通过眼睛的晶状体后，成像在视网膜的后方，说明此人的眼睛是远视眼，需要用凸透镜制成的眼镜进行矫正，凸透镜的特点是中间厚、边缘薄，此眼镜镜片中心的厚度为1.5mm，则该镜片边缘的厚度应小于1.5mm。

答案：远视小于

眼镜的度数

我们知道，近视或远视程度越严重，所配眼镜的度数越大，眼镜的度数表示的是镜片（透镜）折光本领的大小，镜片的度数越大，发散或会聚光的本领就越大，通常把透镜焦距的倒数叫作透镜的焦度，用φ表示，φ=1/f（f单位：m），平时说的眼镜片的度数，就是镜片的透镜焦度乘100的值，且凸透镜（远视镜片）度数是正数，凹透镜（近视镜片）度数是负数。

例3，近视眼镜的镜片结构如图5所示，其实质是____镜，该镜片对平行光具有____作用，小明戴的近视镜片的“度数”是500度，则构成该近视镜片的透镜的焦距是____m。

解析：如图5所示，近视眼镜的镜片结构是中心比边缘薄，属于凹透镜，凹透镜对平行光具有发散作用，由于眼镜片的度数是镜片的透镜焦度乘100的值，即500=100φ，则φ=5，再由公式φ=1/f可知，凹透镜的焦距f=1/5m=0.2m。

答案：凹透 发散 0.2

学即用，练一练：

1.人的眼睛像一架神奇的照相机，对于近视者而言，远处物体经晶状体折射所形成像的位置，以及相应的矫正方式是（ ）。

A.像落在视网膜的前方，需戴凹透镜矫正

B.像落在视网膜的前方，需戴凸透镜矫正

C.像落在视网膜的后方，需戴凹透镜矫正

D.像落在视网膜的后方，需戴凸透镜矫正

2.小明将一支点燃的蜡烛放在凸透镜（f=10cm）前18cm处，在光屏上得到了烛焰倒立、____的清晰的像，然后他在蜡烛和凸透镜之间放置了一个远视眼镜片。由于远视眼镜片对光线有____作用，所以光屏上烛焰的像变模糊了（如图6所示），若想在光屏上重新得到清晰的像，他可将光屏____凸透镜。

参考答案：1.A 2.放大 会聚 靠近

责任编辑：程哲endprint