Das Auge als optisches System, Präsentation der Physik. Darstellung, Bericht über das Auge als optisches System

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Städtische Bildungseinrichtung „Gymnasium Nr. 2“ Integrierter Unterricht in Physik und Biologie „Das Auge und sein optisches System“. Autor: Afanasyeva Z.R. Biologielehrerin, höchste Kategorie, Ausstattung: mobiles Klassenzimmer, Technologie: IKT. 2007

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Ziele und Zielsetzungen: Das Wissen der Studierenden über die Struktur des Auges aus anatomischer und physiologischer Sicht und als optisches Gerät zusammenfassen und systematisieren; Festigen Sie die Fähigkeit, die optische Leistung eines Objektivs zu berechnen. interdisziplinäre Verbindungen und Verbindungen zum Leben entwickeln; Stellen Sie sicher, dass visuelle Hygiene erforderlich ist. Interesse an Physik aufrechterhalten.

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Unterrichtsplan. Unterrichtsmotivation. Wissen aktualisieren. Der Aufbau des Auges aus anatomischer und physiologischer Sicht (Biologielehrer). Das Auge als optisches System. Der Weg der Lichtstrahlen im Auge. Demonstrationsexperimente (Physiklehrer). Verallgemeinerung und Systematisierung von Wissen. Unabhängiges Experiment der Schüler: 1) Zusammenbau eines Modells eines normalen Auges, wodurch auf dem „Retina“-Bildschirm gleichzeitig reale invertierte Bilder von nahen und entfernten Objekten (Fenster und Linsenrahmen) erhalten werden; 2) Zusammenbau von Modellen kurzsichtiger und weitsichtiger Augen. Ursachen von Kurzsichtigkeit und Weitsichtigkeit (Biologielehrer). Sehfehler mit Brille korrigieren. Frontale Experimente zur Auswahl einer Sammellinse für Brillen zur Korrektur von Weitsichtigkeit und zur Beseitigung divergenter Myopie. Konsolidierung. Optische Leistung des Objektivs, Einheiten der optischen Leistung (praktische Arbeit). Augenerkrankungen (Katarakt, Glaukom, Grauer Star) – Vorstellung durch einen Arzt. Visuelle Hygiene. Vorbeugende Maßnahmen zur Vorbeugung von Kurzsichtigkeit und Weitsichtigkeit. Gymnastik für die Augen (Ratschlag einer Schulkrankenschwester). Übungsaufgabe zu Hause. Betrachtung.

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Visueller Analysator Ein Mensch erhält den Großteil der Informationen über die Welt um ihn herum über einen optischen Kanal.

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Durch das Auge, nicht mit dem Auge, weiß der Geist, wie er die Welt betrachten muss. Äußeres Bild Bild im Inneren des Auges auf der Netzhaut Vom Gehirn rekonstruiertes Bild

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Der Weg der Lichtstrahlen in einem kurzsichtigen Auge und Korrektur von Sehfehlern. Bei manchen Menschen entsteht ein scharfes Bild eines Objekts nicht auf der Netzhaut, sondern davor – das ist Kurzsichtigkeit. Welche Linse korrigiert diese Sehschwäche? Streuung

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Der Weg der Lichtstrahlen in einem weitsichtigen Auge und Korrektur von Sehfehlern. Bei manchen Menschen entsteht ein scharfes Bild eines Objekts nicht auf der Netzhaut, sondern dahinter – das ist Weitsichtigkeit. Welche Linse korrigiert diese Sehschwäche? sammeln

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Brillenauswahl durch einen Augenarzt. Rezept zum Tragen einer Brille. Diagnose: Myopie D= -1,5 Dioptrien. Diagnose: Weitsichtigkeit D=+0,5 Dioptrien

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Augenkrankheiten. Katarakt ist eine Trübung der Linse. Dorn auf der Hornhaut Glaukom – diese Krankheit geht mit einem erhöhten Augeninnendruck einher

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Gymnastik für die Augen. Erinnerung: „Passen Sie auf Ihre Augen auf.“ 1. Übung. Schauen Sie nach oben und unten, nach rechts und links, machen Sie mit den Augen eine Drehbewegung, erst in die eine, dann in die andere Richtung (10 Min.). 2. Übung. Schließe deine Augen fest und öffne sie. Mehrmals wiederholen. 3. Übung. Schauen Sie sich den Fingernagel an, entfernen Sie ihn und bringen Sie ihn dann näher an die Nase.

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Hausaufgaben. O.U. – Erkunden und beschreiben Sie die Reaktion der Schüler auf Licht. OU. – Beobachten Sie die Arbeit des Objektivs. Beschreiben Sie Ihre Beobachtungen. P.U. – Beweisen Sie, dass es in der Peripherie der Netzhaut nur wenige Zapfen gibt. DAS. – Beweisen Sie, dass der Glaskörper eine flüssige Konsistenz hat.

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Literatur: Sindeev Yu. G. Physik: Methoden und Lehrpraxis. Rostov n/d: Phoenix, 2002. Kamensky S. E. Theorie und Methoden des Physikunterrichts in der Schule. Moskau: Bildung, 2000. Kamin A. L. Physik: Entwicklungspädagogik, 2003.

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Betrachtung. Was habe ich in der heutigen Lektion gelernt? Warum ist der Stoff, den ich studiert habe, für mich wertvoll? Wie bewerte ich meine Arbeit im Unterricht? Fühle ich mich müde, ängstlich, unruhig? Erlebe ich einen emotionalen Aufschwung, ein Gefühl der Zufriedenheit durch den Unterricht?

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Anwendung. Augenkrankheiten (Ansprache des Arztes). Heute können 9 von 10 Menschen, die von Augenkrankheiten betroffen sind, vor der Erblindung bewahrt werden. Und doch werden jedes Jahr Hunderttausende Menschen auf dem Planeten in die Dunkelheit gestürzt. Tragisches Paradoxon! Eine der Ursachen für Blindheit, die viele Jahrtausende als unheilbar galt, ist ein Katarakt auf der Hornhaut. Es blockiert wie undurchdringliche weiße Vorhänge das Licht vollständig. Wie kann man den Schleier entfernen und dadurch Lichtstrahlen ins Auge lassen? Dem Akademiker V. P. Filatov (1875-1956) gelang es, erfolgreiche Methoden zur Behandlung von Blindheit durch Hornhauttransplantation zu entwickeln. Schneiden Sie mit einem speziellen runden, scharfen Trepangmesser eine Scheibe des Katarakts aus. Die Hornhaut aus dem Auge einer Leiche wird vorab präpariert und in der Kälte konserviert. Die konservierte Hornhaut wird wie ein Uhrglas in eine Lünette in das ausgeschnittene Loch eingelegt. Die transplantierte Hornhaut wurzelt, der Graue Star verschwindet und der Patient wird wieder sehend. Die häufigste Erblindungsursache ist der Graue Star (Linsentrübung). Da die Linse weder Nerven noch Blutgefäße besitzt, erhält sie nicht die für ein normales Leben notwendigen Produkte aus dem Blut. Die Nahrungsquelle der Linse sind die Flüssigkeiten, die sie waschen: die Feuchtigkeit zwischen Hornhaut und Linse sowie der Glaskörper. Jegliche Veränderungen in der Zusammensetzung der Feuchtigkeit oder des Glaskörpers (aufgrund von Augen- oder Allgemeinerkrankungen, Strahlung) können die Transparenz der Linse beeinträchtigen. Wenn es wolkiger wird, d.h. Mit fortschreitender Katarakt nimmt die Sehschärfe bis zur Erblindung ab. Die Behandlung erfolgt chirurgisch. Die Operation wird unter einem Mikroskop durchgeführt. In den 70ern 20. Jahrhundert Um die Linse zu entfernen, wurde ein spezielles Instrument verwendet, das auf eine niedrige Temperatur gekühlt wurde, bei der die Linse einfach eingefroren und entfernt wurde. In den letzten Jahren wird Ultraschall zur Behandlung des Grauen Stars eingesetzt: Mit seiner Hilfe wird der Linseninhalt verflüssigt und mit einer speziellen Nadel entfernt. Der gesamte Vorgang dauert einige Minuten. In diesem Fall beträgt der Hornhautschnitt nur 1,5 mm und es ist nur eine Naht erforderlich. Die alte Methode der Linsenextraktion erforderte 10 Nähte in einem 15-mm-Hornhautschnitt. Es ist leicht zu verstehen, wie viel schonender die neue Operation ist. Die zweite Hälfte der Operation besteht in der Transplantation einer künstlichen Linse anstelle der entfernten. Die größte Gefahr für Erwachsene (40 Jahre und älter) ist das Glaukom. Diese Krankheit geht mit einem erhöhten Augeninnendruck einher, der sich nachteilig auf die Augenrezeptoren auswirkt und zu einer fortschreitenden Verschlechterung der Sehfunktion führt. Derzeit wird das Glaukom chirurgisch behandelt, wobei der Flüssigkeitsabfluss aus dem Auge durch natürliche Kanäle, die aufgrund der Krankheit verengt wurden, wiederhergestellt wird. Der Durchmesser des Kanals beträgt ca. 0,6 mm. Die Operation wird unter dem Mikroskop mittels Lasertechnologie durchgeführt.

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Das Auge als optisches System.
Ausgefüllt von: Daria Novikova, Schülerin der 8. Klasse

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IN.
In der Antike wurden den Augen mystische Eigenschaften zugeschrieben. Sie symbolisierten den Sinn und das Wesen des Lebens; ihre Bilder galten als Amulette und Amulette. Die alten Griechen malten wunderschöne längliche Augen auf den Bug von Schiffen und die Ägypter stellten das allsehende Auge des Gottes Ra auf den Pyramiden dar.
Das Auge als optisches System

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Die meisten Informationen über die Welt um uns herum erhalten wir durch das Sehen. Das menschliche Sehorgan ist das Auge – eines der fortschrittlichsten und zugleich einfachsten optischen Instrumente.

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Struktur des Auges

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Das menschliche Auge hat eine Kugelform. Der Durchmesser des Augapfels beträgt etwa 2,5 cm. Die Außenseite des Auges ist mit einer dichten undurchsichtigen Membran – der Sklera – bedeckt. Der vordere Teil der Sklera geht in die transparente Hornhaut über, die als Sammellinse fungiert und 75 % der Fähigkeit des Auges zur Lichtbrechung bereitstellt.

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Das optische System des Auges kann als Sammellinse betrachtet werden. Die Hauptrolle spielt dabei das Objektiv.
Linsen
Konkaves Sammeln
Konvexe Diffusoren
Optische Leistung des Objektivs: D= 1/F. Gemessen in Dioptrien
Wobei F die Brennweite ist. Die Brennweite kann mit der Formel für dünne Linsen berechnet werden:
1/F= 1/f+1/d

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Die Korrektur der Kurzsichtigkeit erfolgt durch die Auswahl von Zerstreuungslinsen
Weitsichtigkeit wird durch die Auswahl von Sammellinsen korrigiert
Korrektur von Kurzsichtigkeit und Weitsichtigkeit

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Vereinfachtes optisches System des Auges
Der vom beobachteten Objekt reflektierte Strahlungsfluss durchläuft das optische System des Auges und wird auf die Innenfläche des Auges – die Netzhaut – fokussiert, wodurch auf dieser ein umgekehrtes und verkleinertes Bild entsteht (das Gehirn „invertiert“ das umgekehrte Bild und es wird als direkt wahrgenommen). Das optische System des Auges besteht aus Hornhaut, Kammerwasser, Linse und Glaskörper. Eine Besonderheit dieses Systems besteht darin, dass das letzte vom Licht passierte Medium unmittelbar vor der Entstehung eines Bildes auf der Netzhaut einen von Eins verschiedenen Brechungsindex aufweist.

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Unter Akkommodation versteht man die Fähigkeit des Auges, sich an die klare Unterscheidung von Objekten anzupassen, die sich in unterschiedlichen Entfernungen vom Auge befinden. Die Akkommodation erfolgt durch Veränderung der Krümmung der Linsenoberflächen durch Anspannung oder Entspannung des Ziliarkörpers. Wenn der Ziliarkörper gespannt ist, dehnt sich die Linse und ihre Krümmungsradien vergrößern sich. Wenn die Muskelspannung abnimmt, vergrößert die Linse unter dem Einfluss elastischer Kräfte ihre Krümmung.
Unterkunft

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Myopie – dieser Zustand wird oft als Myopie bezeichnet. Es entsteht, wenn parallel in das Auge einfallende Lichtstrahlen vor der Netzhaut gebündelt werden. Um ein klares Bild zu erhalten, muss eine konkave Korrekturlinse vor der Hornhaut platziert werden.
Kurzsichtigkeit

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Hypermetropie
Hypermetropie ist eine Erkrankung, die allgemein als Weitsichtigkeit bezeichnet wird. Es entsteht, wenn parallel in das Auge einfallende Lichtstrahlen hinter der Netzhaut gebündelt werden. Um in diesem Zustand ein klares Bild zu erhalten, ist eine konvexe Vergrößerungslinse erforderlich.

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Presbyopie
Mit zunehmendem Alter verlieren unsere Augen ihre Fähigkeit, sich zu konzentrieren. Dies macht Aktivitäten, die eine sorgfältige Betrachtung von Objekten erfordern, wie z. B. Lesen, problematisch. Die Augenlinse wird weniger elastisch und verliert ihre Fähigkeit, eine ausreichende Vergrößerung zu erzeugen. In solchen Situationen muss eine konvexe Linse vor das Auge gesetzt werden. Typischerweise benötigen Menschen, die noch nie eine Brille getragen haben, etwa im Alter von 45 Jahren eine Lesekorrektur.

Bild im Auge: Betrachten Sie nun das Auge als optisches System. Es umfasst die Hornhaut, die Linse und den Glaskörper. Die Hauptrolle bei der Bilderzeugung kommt dem Objektiv zu. Es fokussiert die Strahlen auf die Netzhaut, was zu einem wirklich verkleinerten, auf den Kopf gestellten Bild von Objekten führt, das das Gehirn in ein aufrechtes Bild korrigiert. Die Strahlen werden auf die Netzhaut im hinteren Teil des Auges fokussiert.

Augenfehler. Wir wissen, dass es einige Sehfehler gibt, diese können angeboren oder durch einen falschen Lebensstil erworben sein. Aber sowohl angeborene als auch erworbene Sehfehler können bei regelmäßiger Schulung und Befolgung der Empfehlungen des Arztes ganz oder teilweise beseitigt werden. Unter den Augenfehlern beim Menschen sind Myopie (Myopie), Weitsichtigkeit (Hyperopie), Astigmatismus und Strabismus die häufigsten Augenfehler.

Myopie (Myopie). Myopie oder Myopie ist eine Augenkrankheit, bei der eine Person nahe Objekte gut und entfernte Objekte schlecht sieht. Dies ist auf eine übermäßige Brechkraft der Hornhaut und der Augenlinse oder auf die Dehnung des Augapfels zurückzuführen (wodurch Strahlen von entfernten Objekten nicht auf der Netzhaut, sondern davor fokussiert werden). In der Medizin gibt es verschiedene Grade der Myopie: schwache Myopie, mittelschwere und schwere Myopie, pathologische Myopie, Pseudomyopie.

Behandlung von Myopie Dies ist ein langer Prozess. Alle Methoden zur Behandlung von Myopie zielen darauf ab, die Entwicklung von Myopie zu stoppen oder zu verlangsamen sowie die Entwicklung verschiedener Komplikationen zu verhindern, die durch Myopie verursacht werden können. Bei der Behandlung von Kurzsichtigkeit werden Brillen verwendet, die als „Krücke“ fungieren, also scheinbar die Funktionen des Auges selbst ersetzen. Die Sehkorrektur mit Brille erfolgt vor dem Hintergrund der Verwendung von Augentropfen, die die Pupille erweitern. Solche Tropfen werden verwendet, um die Augen zu entspannen und Akkommodationskrämpfe zu lindern. Gleichzeitig mit diesen Maßnahmen können verschiedene Übungen zur Stärkung und Entspannung der Augenmuskulatur, Übungen mit Linsenwechsel, verordnet werden.

Weitsichtigkeit (Hyperopie) Weitsichtigkeit, Hyperopie ist eine Abweichung von der normalen Brechung des Auges, die darin besteht, dass parallele Lichtstrahlen nach der Brechung im Auge in einem Fokus gesammelt werden, der sich sozusagen hinter der Netzhaut befindet des Auges. Die Bilder auf der Netzhaut sind unklar und verschwommen

Behandlung von Weitsichtigkeit. Die Behandlung von Weitsichtigkeit ist ein langwieriger Prozess, aber durch die Beachtung des Lichtverhältnisses, der visuellen und körperlichen Aktivität, einer guten Ernährung und Augenübungen können Sie bei bestehender Weitsichtigkeit das Sehvermögen verhindern oder verbessern. Die Behandlung von Weitsichtigkeit (Hyperopie) umfasst die Auswahl von „ Plus“-Brille, Kontaktlinsen oder Laserkorrektur.

Astigmatismus Astigmatismus ist eine Pathologie der Augenbrechung, bei der die Sphärizität der Hornhaut gestört ist, d. h. In verschiedenen Meridianen gibt es eine unterschiedliche Brechkraft und das Bild eines Objekts, wenn Lichtstrahlen eine solche Hornhaut passieren, erhält man nicht in Form eines Punktes, sondern in Form eines geraden Liniensegments. Gleichzeitig sieht eine Person Objekte verzerrt, bei denen einige Linien klar und andere unscharf sind.

Behandlung von Astigmatismus Wie jede andere Krankheit muss Astigmatismus in einem frühen Stadium behandelt werden, dies erfordert eine frühzeitige Diagnose. Zur Korrektur von Astigmatismus: Brille, Kontaktlinsen und Operation. Brillen helfen bei der Korrektur von Astigmatismus im Kindesalter. Bei einer starken Hornhautverkrümmung wird die Brille schlecht vertragen: Die Augen beginnen zu schmerzen und einem wird schwindelig. Brillen und Kontaktlinsen heilen die Hornhautverkrümmung nicht, sondern korrigieren nur das Sehvermögen. Die einzige Möglichkeit, Astigmatismus loszuwerden, ist eine Operation. Es gibt verschiedene Arten: 1. Keratomie (zur Korrektur von kurzsichtigem oder gemischtem Astigmatismus); 2. Thermokeratokoagulation (zur Korrektur des hypermetropischen Astigmatismus); 3. Laserkoagulation.

Behandlung von Strabismus. Zur Behandlung von Schielen gibt es verschiedene therapeutische und chirurgische Methoden. 1. Bei der pleoptischen Behandlung handelt es sich um eine erhöhte Sehbelastung des schielenden Auges. Dabei kommen verschiedene Methoden zur Stimulation des schlechter sehenden Auges mit einem therapeutischen Laser und therapeutischen Computerprogrammen zum Einsatz. 2. Eine orthoptische Behandlung ist eine Behandlung mit synoptischen Geräten und Computerprogrammen, die die binokulare Aktivität beider Augen wiederherstellt. 3. Diploptische Behandlung zur Wiederherstellung des binokularen und stereoskopischen Sehens unter natürlichen Bedingungen. 4. Das Training auf einem Konvergenztrainer ist eine Technik, die die Arbeit der inneren Augenmuskeln des Rektus verbessert (Reduktion zur Nase – Konvergenz).

Auge wie optisch
System
Vorbereitet von Varvara Mikhalchenko, Schülerin der 9. Klasse

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