Оптична система ока. Лабораторна робота №1 «Визначення акомодації ока»

Тема уроку. Оптична система ока. Лабораторна робота №1 «Визначення акомодації ока».

Мета уроку: сформувати уявлення про оптичну систему ока; показати явище акомодації.

Обладнання та матеріали: схеми оптичної системи ока і заломлення променів в оптичній системі ока; аркуш паперу з отвором, навколо якого нанесено літери різного розміру.

Базові поняття й терміни: рогівка, водяниста волога, кришталик, склоподібне тіло, фокус, фокусна відстань, акомодація.

Концепція уроку: показати зв'язок законів фізики й біології. Освітити значення оптики для розуміння функціонування ока. Пояснити, як формується зображення на сітківці ока і яким чином зорова сенсорна система його аналізує.

Структура і зміст уроку

І. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ І МОТИВАЦІЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ

Запитання до учнів.

1) Чому в сутінках ми не розрізняємо кольору предметів?

2) Немовля бачить навколишні предмети «догори ногами», Але згодом усе стає на свої місця. Чому?

3) Що ви пам'ятаєте про особливості скляних лінз?

4) Візьміть ручку так, щоб вона була між вами і вчителем, подивіться спочатку на ручку, а потім на вчителя. Чи можете ви одночасно чітко бачити і вчителя, і ручку?

ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Розповідь учителя.

1. Оптична система ока.

2. Побудова зображення в оці.

3. Явище акомодації.

Інформація до теми уроку

Оптична система ока

Світлочутливі рецептори ока (фоторецептори) — колбочки і палички, розташовуються в зовнішньому шарі сітківки. Фоторецептори контактують із біполярними нейронами, а ті, у свою чергу,— з гангліозними. Утворюється ланцюжок клітин, які під дією світла генерують і проводять нервовий імпульс. Відростки гангліозних нейронів утворюють зоровий нерв.

Адекватним подразником для ока є світло — електромагнітні хвилі довжиною 400—750 нм. Більш короткі — ультрафіолетові й більш довгі — інфрачервоні промені оком людини не сприймаються.

Апарат ока, що заломлює світлові промені,— рогівка і кришта-— фокусує зображення предметів на сітківці. Промінь світла проходить через шар гангліозних і біполярних клітин та досягає і бочок і паличок. У фоторецепторах розрізняють зовнішній сегмент, який містить світлочутливий зоровий пігмент (родопсин кличках і йодопсин у колбочках), і внутрішній сегмент, у якому розташовані мітохондрії. Зовнішні сегменти занурені в чорний МЕНТНИЙ шар, що вистилає внутрішню поверхню ока. Він змен-' відображення світла всередині ока й бере участь в обміні речовин рецепторів.

У сітківці нараховують близько 7 млн. колбочок і приблизно 130 млн. паличок. Більш чутливі до світла палички, їх називають уратом сутінкового зору. Колбочки, чутливість до світла яких 100 разів менша,— це апарат денного й колірного бачення. Відчуття кольорів, світ барв доступні рибам, амфібіям, рептиліям і птахам, це можливістю виробити в них умовні рефлекси на різні кольори. Не сприймають кольорів собаки й копитні тварини. Усупереч міцно усталеному уявленню, що бики дуже не люблять червоного кольору, в дослідах удалося довести, що вони не можуть відрізнити зеленого, синього й навіть чорного від червоного. Зі ссавців тільки мавпи й люди здатні сприймати кольори.

Колбочки та палички розподілені в сітківці нерівномірно. На дні ока, навпроти зіниці, знаходиться так звана пляма, у центрі якої є заглиблення — центральна ямка — місце найкращого бачення. Сюди фокусується зображення при розгляданні предмета.

У центральній ямці є тільки колбочки. У напрямку до периферії сітківки кількість колбочок зменшується, а паличок — зростає. Периферія сітківки містить тільки палички.

Недалеко від плями сітківки, ближче до носа, розташована сліпа пляма. Це місце виходу зорового нерва. У цій ділянці немає фоторецепторів, і вона не бере участі в зорі. Ми звичайно не помічаємо пробілу в полі зору.

Зображення предмета дуже швидко пересувається по сітківці, а це дає можливість бачити всі його частини. Безупинні, дрібні, стрибкоподібні рухи очей зумовлені властивостями їхніх рецепторів. Рецептори передають у мозок інформацію не про невпинно діючий подразник, а лише про зміни світлових сигналів. Імпульси в зоровому нерві виникають тільки в момент вмикання й вимикання світла.

Побудова зображення на сітківці

Промінь світла досягає сітківки, проходячи через ряд заломлюючих поверхонь і середовищ: рогівку, водянисту вологу передньої камери, кришталик і склоподібне тіло. Промені, що виходять з однієї точки зовнішнього простору, мають бути сфокусовані в одну точку на сітківці; тільки тоді можливе ясне бачення. Око являє собою складну оптичну систему, але виявилося, що для побудови зображення в оці можна користуватися спрощеною моделлю, так званим редукованим оком.

Редуковане око має одну заломлюючу поверхню — рогівку — й одне середовище — склоподібне тіло. Вузлова точка в редукованому оці, тобто точка оптичної системи, через яку промені йдуть, не заломлюючись, розташована на відстані 7,5 мм від вершини рогівки і 15 мм від сітківки (довжина нормального ока складає 22,5 мм).

Щоб побудувати зображення в редукованому оці, треба від двох крайніх точок предмета провести через вузлову точку два промені. Ці промені, які проходять через вузлову точку без заломлення, називаються напрямними, а кут, утворений ними,— кутом зору. Зображення на сітківці виходить справжнє, перевернуте й зменшене. Незважаючи на те що зображення перевернуте, ми сприймаємо предмети в прямому вигляді. Це відбувається тому, що діяльність одних органів чуттів перевіряється іншими. Для нас «низ» там, куди спрямована сила земного тяжіння. У свій час Страттон поставив дуже цікавий дослід. Замість окулярів він одяг скельця з оптичною системою, яка поставила світ «догори ногами». Уже через 4 дні він бачив ландшафт у прямому вигляді.

Акомодація

Око часто порівнюють із фотокамерою. У ньому є світлочутливий екран — сітківка, на якій за допомогою рогівки й кришталика виходить чітке зображення зовнішнього світу. Око здатне до ясного бачення рівновіддалених предметів. Ця його здатність називається акомодацією. Заломлююча сила рогівки залишається постійною. Тонке, точне фокусування йде за рахунок зміни кривизни кришталика. Цю функцію він виконує пасивно. Річ у тім, що кришталик знаходиться в капсулі, або сумці, яка через війчасту зв'язку прикріплена до війчастого м'яза. Коли м'яз розслаблений, зв'язка натягнута, вона тягне капсулу, що сплющує кришталик. При напрузі акомодації для розглядання близьких предметів, читання, писання війчастий м'яз скорочується, зв'язка, що натягає капсулу, розслаблюється, і кришталик завдяки своїй еластичності стає більш круглим, а його заломлююча сила збільшується.

З віком еластичність кришталика зменшується, він твердне і втрачає здатність змінювати свою кривизну при скороченні війчастого м'яза. Це заважає чітко бачити на близькій відстані. Стала далекозорість розвивається після 40 років. Виправляють її допомогою окулярів — двоопуклих лінз, які надягають при читанні.

2. Лабораторна робота № 1 «Визначення акомодації ока».

Хід роботи

1. Експериментатор пише текст на дошці.

2. Експериментатор тримає на відстані 10—15 см від очей піддослідного білий аркуш паперу з отвором і літерами навколо нього таким чином, щоб літери було чітко видно, а через отвір було видно й дошку з написаним на ній текстом.

3. Піддослідний читає напис на дошці через отвір у папері одним оком, закриваючи при цьому інше. Потрібно визначити, якими здаються літери на папері й чому так відбувається.

4. Обговорення результатів і формулювання висновку.

III.УЗАГАЛЬНЕННЯ, СИСТЕМАТИЗАЦІЯ І КОНТРОЛЬ ЗНАНЬ ТА ВМІНЬ УЧНІВ

Бесіда.

1) Чим забезпечується чітке зображення предметів на сітківці ока?

2) У чому визначається оптична сила?

3) Як називають точку паралельних променів, які сходяться після заломлення в лінзі?

4) Що називається фокусною відстанню?

5) У чому значення явища акомодації?

6) Як буде бачити людина, у якої порушена акомодація?

IV.САМОСТІЙНА РОБОТА УЧНІВ

Дати відповіді на запитання.

1) Чому люди чітко розрізняють предмети, розташовані на різній відстані від ока?

2) Для чого необхідна здатність кришталика змінювати свою кривизну?

3) Які закони оптики діють при сприйнятті світла оптичною системою ока?

4) Чи можна, прицілюючись у тирі, однаково чітко бачити і мушку рушниці, і мішень?

V.ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

§ 81 підручника.

ХРОНОМЕТРАЖ УРОКУ

Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності 5 хв.

Вивчення нового матеріалу ЗО хв.

Узагальнення, систематизація і контроль знань та вмінь учнів 8 хв.

Домашнє завдання 2 хв.

Останні статті

Нові виховні заходи