一堂极简有趣物理光学课，中考物理必考！

初中生朋友们在学习了凸透镜的规律以及应用之后都知道，我们的眼球其实就像一架照相机，也像一架摄像机。眼睛一眨就相当于拍了一张照片，眼睛不眨就相当于在摄影。眼睛里面的晶状体相当于照相机以及摄像机的镜头，也就是凸透镜，视网膜相当于底版和底片。正如来自被拍摄物体的光线必须会聚于底版和底片上时，才能拍出来清晰的照片和影片一样，来自物体的光只有会聚到视网膜上时，我们才能看到清晰的物体。

也就是说如果来自物体的光会聚到了视网膜的前方或者后方时，我们就无法看清楚该物体。

对于正常的眼睛来说，是可以自由的调节的，主要是通过睫状体来改变晶状体的形状。当我们看远处的物体时，晶状体会变薄，从而使其折光能力变弱，使远处物体射来的光会聚到视网膜上，当我们看近处的物体时，晶状体会变厚，从而使其折光能力变强，使近处物体射来的光会聚到视网膜上。

我们人类能够看清楚的最远的极限点叫做眼睛的远点，最近的极限点叫做眼睛的近点，正常眼睛的远点在无限远处，近点一般在10厘米处。我们看近处物体时既不疲劳也能保证最清晰的距离约为25厘米。此距离被称为明视距离。

以上所说的是正常眼睛。但是近视眼和远视眼由于物理性变化，导致晶状体已经无法顺利调节成功，所以必须借助于工具了，这种工具就是近视镜和远视镜，也就是中学物理中的凹透镜和凸透镜。

我们来做两个有意思的实验，帮助理解一下近视眼以及远视眼的成因以及矫正方法！

近视眼的模拟。

（ 模拟近视眼：此时光屏位置为视网膜位置，此时像距大）

我们将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏依次放置在如上图所示的光具座上，此时，凸透镜相当于眼睛的晶状体，光屏相当于视网膜。上图中，我们把凸透镜、光屏所在处看成一只“眼睛”，我们给这只“眼睛”带上近视镜，移动光屏直到光屏上成清晰的像，此时光屏所在的位置就是近视眼的视网膜真正位置。对于我们人来说，视网膜所在位置是无法调节的，想象一下，视网膜长在了眼睛的后面，怎么可能会前后移动呢？

（模拟近视眼：此时光屏位置为像的位置，此时像距小，即成像在视网膜前方）

当我们取走近视镜，光屏上面的像会变得模糊不清，这种模糊像就是我们近视眼同学所看到的景象。此时我们前后移动光屏，直到光屏上再次成清晰的像之后，光屏所在的位置就是近视眼看远处物体时所成像的位置！

由上面两个图可知，不戴眼镜时所成像恰好在戴眼镜时所成像的前方！也就是说，近视眼看远处的物体时，所成像在视网膜的前方！

这是为什么呢？

原来，近视眼的晶状体太厚，折光能力太强，导致其会聚能力太大，使像成在视网膜前方！

那么怎么矫正近视眼呢？

除了比较危险且其长期后果无法预料的激光矫正之外，最好的办法就是佩戴近视镜了。既然近视眼的晶状体对光的会聚能力太大，我们为何不再发散一下呢？凹透镜不正是有发散作用么？我们正好可以利用凹透镜的发散作用，使来自远处物体的光能够重新会聚到视网膜上！

类似的，我们可以同样做出远视眼的模拟过程。具体解答过程与近视眼类似。

（ 模拟远视眼：此时光屏位置为视网膜位置，此时像距小） 

 （模拟远视眼：此时光屏位置为像的位置，此时像距大，即成像在视网膜后方）

需要注意的一点是，以上四个图分别是我们戴上眼镜时所成像的位置以及不戴眼镜所成像的位置！

由以上分析，我们还可以看出来，视网膜与光屏是有差别的，镜头里的凸透镜与晶状体也是有差别的。

视网膜无法调节移动，但是以上实验中的光屏确实可以移动的，所以千万不要把光屏当做真正的视网膜，要知道光屏是用来成像的位置！

凸透镜是玻璃制造，其厚度是无法调节的，也就是说其焦距是无法调节的，通常我们所说的给照相机调焦，其实是调教像距！但是晶状体的厚度却可以调节，也就是说其焦距是可以调节的！

最后，请记住一点：当我们的眼睛看远处的物体时，晶状体会变薄，看近处的物体时，晶状体会变厚！

中学生朋友们，物理有趣且有用，为了美好的未来，加油吧！

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