眼睛和眼镜：近视眼、远视眼的成因与矫正
人眼相当于一架照相机：晶状体和角膜共同作用相当于凸透镜，视网膜相当于光屏，物体在视网膜上成倒立、缩小的实像。近视眼的像落在视网膜前，戴凹透镜矫正；远视眼的像落在视网膜后，戴凸透镜矫正。
眼球的结构与成像
- 角膜、晶状体：共同相当于一个凸透镜，把进入眼睛的光会聚。晶状体有弹性，厚薄可以改变。
- 睫状体：环绕晶状体的肌肉，通过悬韧带连着晶状体，负责改变晶状体的厚薄。
- 瞳孔、虹膜：虹膜中间的小孔是瞳孔，控制进入眼睛的光的多少。
- 视网膜：相当于光屏，上面的感光细胞把光信号转化为神经信号，经视神经传给大脑。
物体离眼睛远时（大于 2 倍焦距），在视网膜上成倒立、缩小的实像，大脑再把它"翻正"，我们就看到了正立的物体。
眼睛的调节：为什么远近都能看清
眼球的长度是固定的，要让远近不同的物体都成像在视网膜上，只能改变晶状体的焦距：
- 看远处：睫状体放松，晶状体被拉得较薄，折光能力变弱，焦距变长。
- 看近处：睫状体收缩，晶状体靠自身弹性变厚，折光能力变强，焦距变短。
依靠调节能看清的最远点叫远点，最近点叫近点。正常眼的远点在无穷远处；看近处时最不容易疲劳的距离约 25 cm，叫明视距离。在模型里打开「睫状体自动调节」，拖动视力表靠近眼睛，可以看到晶状体逐渐变厚。
近视眼、远视眼与老花眼对比
| 类型 | 成因 | 看不清 | 像的位置 | 矫正 |
|---|---|---|---|---|
| 正常眼 | — | — | 视网膜上 | 不需要 |
| 近视眼 | 晶状体太厚、折光能力太强，或眼球前后径太长 | 远处 | 视网膜前 | 凹透镜（发散） |
| 远视眼 | 晶状体太薄、折光能力太弱，或眼球前后径太短 | 近处 | 视网膜后 | 凸透镜（会聚） |
| 老花眼 | 年龄增大，晶状体变硬，调节能力下降 | 近处 | 视网膜后 | 凸透镜（看近时戴） |
记忆方法：近视"前"、凹透镜"散"；远视"后"、凸透镜"聚"。像落在哪一侧，就用能把像"推回"视网膜的透镜。
眼镜的度数
透镜焦度 Φ = 1/f（f 以 m 为单位，单位 D） 度数 = Φ × 100
凸透镜的度数为正，凹透镜的度数为负。例如 −300 度的近视镜是焦度 −3 D、焦距约 0.33 m 的凹透镜；+250 度的老花镜是焦距 0.4 m 的凸透镜。本模型中，近视 300 度的眼睛戴 −300 度凹透镜、远视 300 度的眼睛戴 +300 度凸透镜，都正好完全矫正；也可以点「自动配镜」让模型算出合适的度数。
用这个模型做实验
- 选「正常眼 · 看远」，再把视力表拖近到 25 cm，观察睫状体收缩、晶状体变厚，像始终落在视网膜上。
- 选「近视 · 看远」：像落在视网膜前，左上角"眼中所见"变模糊；把视力表拖近，找到刚好看清的位置——这就是近视眼的远点。
- 戴上凹透镜，逐渐增大度数，看像怎样向后移回视网膜；故意戴凸透镜，看看像会往哪边跑。
- 选「远视 · 看近」和「老花 · 看书」，比较二者：远视眼的远点也要靠调节才能看清，老花眼看远处正常。
- 关掉「睫状体自动调节」，自己拖动「晶状体曲度」滑块对焦，体会"晶状体太厚 → 像在视网膜前"。
常见问题
近视眼和远视眼有什么区别？
近视眼看不清远处的物体，远处物体的像落在视网膜前，原因是晶状体太厚、折光能力太强，或眼球前后径太长，用凹透镜矫正；远视眼看不清近处的物体，近处物体的像落在视网膜后，原因是晶状体太薄、折光能力太弱，或眼球前后径太短，用凸透镜矫正。
近视眼为什么要戴凹透镜？
凹透镜对光有发散作用。光线进入眼睛前先经凹透镜适当发散，再经晶状体会聚时，像就从视网膜前向后移，正好落在视网膜上。度数要合适：度数不够，像仍在视网膜前；度数过高，眼睛要一直额外调节，容易疲劳。
远视眼和老花眼为什么戴凸透镜？
凸透镜对光有会聚作用。光线进入眼睛前先经凸透镜会聚一些，弥补晶状体折光能力的不足，使原来落在视网膜后的像前移到视网膜上。
眼镜的度数是什么意思？
透镜焦距 f（以米为单位）的倒数叫透镜焦度，Φ = 1/f，单位是屈光度（D）；眼镜的度数等于焦度乘以 100。凸透镜（远视镜、老花镜）的度数为正，凹透镜（近视镜）的度数为负。例如 −300 度的近视镜，是焦距约 0.33 m 的凹透镜。
人眼是怎样看清远近不同的物体的？
人眼的晶状体和角膜共同作用相当于一个凸透镜，视网膜相当于光屏，物体在视网膜上成倒立、缩小的实像。看远处时睫状体放松，晶状体变薄，折光能力变弱；看近处时睫状体收缩，晶状体变厚，折光能力变强，使像始终落在视网膜上。
老花眼和远视眼一样吗？
不一样。远视眼是眼球前后径太短或晶状体折光能力太弱，青少年也会有；老花眼是年龄增大后晶状体变硬、弹性减弱，调节能力下降，看远处正常、看近处模糊。两者都用凸透镜矫正，但老花镜一般只在看近处时戴。
怎样预防近视？
读写时保持"一尺一拳一寸"的正确姿势，眼睛离书本约 33 cm；连续用眼 20 分钟左右，向 6 米外远眺 20 秒以上；每天保证约 2 小时户外活动；不在光线过强或过暗的地方看书，少长时间看手机等电子屏幕。
适用课程
人教版初中物理八年级上册第五章《透镜及其应用》第 4 节"眼睛和眼镜"，以及其他版本教材中的"眼睛与视力矫正"内容；也可配合生物学"眼球的结构和视觉的形成"学习。与本站凸透镜成像规律模型对照使用效果更好。