眼晴模型DIY

黄种人的眼睛看上去大体分为白色和黑色两种,诗人顾城曾说:“黑夜给了我黑的眼睛,我要用它寻找光明。”其实,我们的黑眼珠恰恰是为了挡住进入眼睛的光线,而不是为了“寻找光明”。
  黑眼珠的专业名字为“虹膜”,在亮处收缩,在暗处舒张,而能寻找光明的眼睛部位是虹膜最中间那更深幽的瞳孔。所以,无论眼珠是灰色的、蓝色的,还是棕色的,都可以用来看世界的。
  黑色的瞳孔里,藏着哪些秘密呢?要想探个究竟,首先就要过眼皮这一关,上下眼皮长有睫毛,闭眼时交叉,防风防沙;眼皮的上面还有个附属结构——眉毛,它可用于阻挡流向眼睛的雨水等物质。
  曹雪芹在描述林黛玉的眉眼时说她“眉似山峰聚,眼似水波横”。如今的现代人也把更多精力放在了修饰眉眼上,如纹眉、割眼、睫毛涂膏、眼影重重……所以,我们若想看到不经修饰的眼睛,可以求诸于马,它们都是双眼皮;也可以求诸于骆驼,它们的睫毛长又厚;还可以求诸于大熊猫,它们的眼影洗不掉……但这些都不是让眼睛炯炯有神的原因,能让眼睛不空洞的,其实是其中的“空洞”——瞳孔。
  光线想要进入这个“空洞”,先要穿过最外层的角膜,这个有一定厚度的透明膜凸出,使光线在此折射,再经房水、晶状体、玻璃体多次折射后,原来光线入射的角度最终变小。这一套透明结构组合在一起,恰如一个折射率一定的凸透镜。在这个透镜系统中,视网膜是光线进入瞳孔的第一关,光在这里进行折射,再经过房水进行第二次折射,第三、四次折射则分别发生在晶状体和玻璃体。
  假如任何一个地方出了问题,都可能给光线最后到达视网膜形成清晰的影像造成困难。譬如,近视眼、远视眼、青光眼、白内障……眼疾,这些是让我们心灵的窗户蒙尘的病症,问题出在什么地方呢?就让我们拿起手边的材料,通过制作出一套眼睛模型,明白其中蕴含的科学道理吧!
  实验材料
  蜡烛、凸透镜(放大镜)2个、纸板、凹透镜
  
  实验步骤

前三步的实验图片

  1.将蜡烛点燃,模拟眼睛需要观察的物体。
  
  2.将纸板放在蜡烛的对面,模拟人的视网膜。
  3.凸透镜模拟了人眼从角膜到玻璃体的光学系统,将凸透镜放在蜡烛火焰和纸板之间,调整凸透镜和纸板的位置,让纸板上出现清晰的影像。注意,这时在纸板上呈现出来的是倒立的火焰。告诉你吧,在我们的视网膜上,呈现的世界也是倒立的,那为什么我们不会觉得这个世界颠倒了呢?其实这要感谢我们大脑将倒立的世界又调整回来了。

前三步的实验图片

  4.拉大纸板和凸透镜的距离,这时,火焰的影像就变得模糊起来,这就是近视时,我们眼球中的真实情景。这个时候要想看清世界,只好在眼睛前加一个凹透镜(近视眼镜)了。
  
  5.缩短纸板和凸透镜的距离,这时,火焰的影像也变得模糊起来,这就是远视时,我们眼球中的真实情景。这个时候要想看清世界,需要在眼睛前加一个凸透镜(老花镜)了。
  动手试试其他的情形

白内障实验操作

  青光眼的病因是因为房水变得不清澈,影响了光线进入瞳孔,白内障则是因为晶状体中出现了障碍物,甚至会导致完全失明。你知道如何用这套材料来模拟这两种情况吗?
  结束语
  我们做出这套模型后,才完成了视觉形成的第一步。因为当影像转化为神经信号传递到大脑后,还需要各种复杂的步骤,我们才能看到美丽的大千世界!
眼晴模型DIY

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