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        眼晴模型DIY

        2016-11-02 01:16:09段玉佩
        知識就是力量 2016年9期
        關(guān)鍵詞:房水凸透鏡紙板

        段玉佩

        黃種人的眼睛看上去大體分為白色和黑色兩種,詩人顧城曾說:“黑夜給了我黑的眼睛,我要用它尋找光明?!逼鋵?shí),我們的黑眼珠恰恰是為了擋住進(jìn)入眼睛的光線,而不是為了“尋找光明”。

        黑眼珠的專業(yè)名字為“虹膜”,在亮處收縮,在暗處舒張,而能尋找光明的眼睛部位是虹膜最中間那更深幽的瞳孔。所以,無論眼珠是灰色的、藍(lán)色的,還是棕色的,都可以用來看世界的。

        黑色的瞳孔里,藏著哪些秘密呢?要想探個究竟,首先就要過眼皮這一關(guān),上下眼皮長有睫毛,閉眼時交叉,防風(fēng)防沙;眼皮的上面還有個附屬結(jié)構(gòu)——眉毛,它可用于阻擋流向眼睛的雨水等物質(zhì)。

        曹雪芹在描述林黛玉的眉眼時說她“眉似山峰聚,眼似水波橫”。如今的現(xiàn)代人也把更多精力放在了修飾眉眼上,如紋眉、割眼、睫毛涂膏、眼影重重……所以,我們?nèi)粝肟吹讲唤?jīng)修飾的眼睛,可以求諸于馬,它們都是雙眼皮;也可以求諸于駱駝,它們的睫毛長又厚;還可以求諸于大熊貓,它們的眼影洗不掉……但這些都不是讓眼睛炯炯有神的原因,能讓眼睛不空洞的,其實(shí)是其中的“空洞”——瞳孔。

        光線想要進(jìn)入這個“空洞”,先要穿過最外層的角膜,這個有一定厚度的透明膜凸出,使光線在此折射,再經(jīng)房水、晶狀體、玻璃體多次折射后,原來光線入射的角度最終變小。這一套透明結(jié)構(gòu)組合在一起,恰如一個折射率一定的凸透鏡。在這個透鏡系統(tǒng)中,視網(wǎng)膜是光線進(jìn)入瞳孔的第一關(guān),光在這里進(jìn)行折射,再經(jīng)過房水進(jìn)行第二次折射,第三、四次折射則分別發(fā)生在晶狀體和玻璃體。

        假如任何一個地方出了問題,都可能給光線最后到達(dá)視網(wǎng)膜形成清晰的影像造成困難。譬如,近視眼、遠(yuǎn)視眼、青光眼、白內(nèi)障……眼疾,這些是讓我們心靈的窗戶蒙塵的病癥,問題出在什么地方呢?就讓我們拿起手邊的材料,通過制作出一套眼睛模型,明白其中蘊(yùn)含的科學(xué)道理吧!

        實(shí)驗(yàn)材料

        蠟燭、凸透鏡(放大鏡)2個、紙板、凹透鏡

        實(shí)驗(yàn)步驟

        ?前三步的實(shí)驗(yàn)圖片

        1.將蠟燭點(diǎn)燃,模擬眼睛需要觀察的物體。

        2.將紙板放在蠟燭的對面,模擬人的視網(wǎng)膜。

        3.凸透鏡模擬了人眼從角膜到玻璃體的光學(xué)系統(tǒng),將凸透鏡放在蠟燭火焰和紙板之間,調(diào)整凸透鏡和紙板的位置,讓紙板上出現(xiàn)清晰的影像。注意,這時在紙板上呈現(xiàn)出來的是倒立的火焰。告訴你吧,在我們的視網(wǎng)膜上,呈現(xiàn)的世界也是倒立的,那為什么我們不會覺得這個世界顛倒了呢?其實(shí)這要感謝我們大腦將倒立的世界又調(diào)整回來了。

        ?前三步的實(shí)驗(yàn)圖片

        4.拉大紙板和凸透鏡的距離,這時,火焰的影像就變得模糊起來,這就是近視時,我們眼球中的真實(shí)情景。這個時候要想看清世界,只好在眼睛前加一個凹透鏡(近視眼鏡)了。

        5.縮短紙板和凸透鏡的距離,這時,火焰的影像也變得模糊起來,這就是遠(yuǎn)視時,我們眼球中的真實(shí)情景。這個時候要想看清世界,需要在眼睛前加一個凸透鏡(老花鏡)了。

        動手試試其他的情形

        ?白內(nèi)障實(shí)驗(yàn)操作

        青光眼的病因是因?yàn)榉克兊貌磺宄?,影響了光線進(jìn)入瞳孔,白內(nèi)障則是因?yàn)榫铙w中出現(xiàn)了障礙物,甚至?xí)?dǎo)致完全失明。你知道如何用這套材料來模擬這兩種情況嗎?

        結(jié)束語

        我們做出這套模型后,才完成了視覺形成的第一步。因?yàn)楫?dāng)影像轉(zhuǎn)化為神經(jīng)信號傳遞到大腦后,還需要各種復(fù)雜的步驟,我們才能看到美麗的大千世界!

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