眼睛的结构第六章 纳米技术的发展
眼睛的结构和视觉原理
眼睛的结构和视觉原理视觉是人类最重要的感觉之一,而眼睛则是实现视觉的关键器官。
眼睛的结构和视觉原理在一定程度上决定了我们对周围世界的感知和理解。
在本文中,我将介绍眼睛的结构和视觉原理,帮助我们更深入地了解这一神奇的器官。
一、眼睛的结构眼睛是一个复杂的器官,由多个部分组成。
首先是角膜,它是透明的外层,能够让光线进入眼球。
接着是瞳孔,它位于虹膜的中心,可以调节光线的进入量。
虹膜是有色的部分,决定了我们的眼睛的颜色。
瞳孔和虹膜一起协调工作,保证眼球内部的光线适当。
进入眼球后,光线会通过晶状体,晶状体的弯曲度可以调节,帮助我们对不同距离的物体进行聚焦。
晶状体后面是玻璃体,它占据了眼球的大部分空间,并帮助维持眼球的形状。
眼睛内部的结构还包括视网膜和感光细胞。
视网膜位于眼球后部,是眼睛感知光线的关键部分。
感光细胞分为两种类型,分别是视锥细胞和视杆细胞。
视锥细胞对颜色和细节有较高的敏感度,而视杆细胞则对光线强度和运动较为敏感。
二、视觉原理1. 光线的折射:当光线通过角膜和晶状体时,由于介质的折射作用,光线的进入角度会改变,从而使光线聚焦在视网膜上,产生清晰的影像。
2. 瞳孔的调节:瞳孔的大小可以通过虹膜的收缩和扩张来调节。
在强光下,瞳孔会收缩,限制光线进入眼球的量;而在暗光环境下,瞳孔会扩张,增加光线进入。
3. 晶状体的弯曲:晶状体的形状变化可以通过调节周围肌肉的收缩和松弛来实现。
当看远处的物体时,晶状体会变薄,使光线更聚焦,从而看清远处物体;而看近处的物体时,晶状体会变厚,使光线更分散,帮助我们看清近处物体。
4. 视网膜的感知:视网膜上的感光细胞对不同的光线刺激做出不同的反应。
视锥细胞主要负责颜色的感知,而视杆细胞则对弱光的感知更为敏感。
这些感光细胞会将光信号转换为神经冲动,传送到大脑的视觉中枢,从而产生我们对物体的视觉感知。
通过眼睛的结构和视觉原理的相互配合作用,我们能够感知到世界的多样性和丰富性。
眼睛的结构的精巧和视觉原理的巧妙共同构成了我们对周围环境的感知和了解的基础。
人类眼睛的结构与功能
人类眼睛的结构与功能是我们生命中不可或缺的一部分,从视觉上帮助我们探索世界的奥秘,让我们能够与周围环境互动,并能够轻松的识别、分类和理解各种事物。
一、眼睛的结构眼睛是我们视觉系统的主要组成部分,它在我们的头部中心位置,可以感受到来自周围世界的信息。
眼睛的外部结构由角膜、巩膜、结膜、睑板和泪腺组成。
眼球的中间部分是巩膜和巩膜下的眼白膜,这些薄膜保护眼睛免受可能引起伤害的外部元素。
在眼球的前部,有一个透明的结构称为角膜,它扮演着光线进入眼睛的第一道防线。
角膜将入射的光线屈折,并将它们定位于眼球的内部。
眼睛的内部结构包括玻璃体、水晶体、虹膜、瞳孔和视网膜。
玻璃体是眼球的内核,它填充了眼球后部,占据了眼睛4/5以上的体积。
水晶体位于瞳孔的后面,它负责将光线折射到眼球的后部。
虹膜是位于瞳孔周围的圆圈状结构,控制着瞳孔的大小和颜色。
瞳孔是眼睛中一个黑色的孔洞,允许光线进入眼球中心,以达到最终的成像。
视网膜是眼睛中最完整的膜,它覆盖着眼球的后部,并包含了感光细胞,它们将光线转化成化学信号,从而让我们能够看到周围环境中的物体。
二、眼睛的功能上述的结构组成,让我们的眼睛具有以下几种常见的功能:1、视角度:我们的双眼能够前后左右随意转动,也就意味着我们可以看到视野范围内的物体和图像。
2、夜视功能:我们的眼睛可以在昏暗的环境下进行适应,使我们在黑暗中仍然能够看到物体。
3、深度感知:我们的双眼之间的距离会使我们看到物体的深度和远近位置。
这对于我们的移动、导航和把握空间位置是非常重要的。
4、颜色识别:我们的眼睛可以分辨出各种颜色,如红、绿、蓝和黄,这使我们能够识别出不同的物体,并知道该怎么分类和组织他们。
三、眼睛保护眼睛的结构和功能使得人们意识到眼睛是不可或缺的重要部分,所以我们必须采取保护措施,以确保眼睛的健康。
下面是几条眼睛健康的建议:1、保持适当的健康生活。
这包括吃健康的饮食、做足量的眼保健运动,并避免吸烟和饮酒过多等不良习惯。
眼部结构总结
眼部结构总结1. 眼球的结构眼球是人类视觉系统的核心组成部分,它由多个结构组成,包括角膜、巩膜、虹膜、晶状体、玻璃体等。
下面将对这些结构进行简要总结。
1.1 角膜角膜是眼球前部透明的结构,呈拱形。
它是眼睛中最外层的透明薄膜,负责屈光并保护眼球内部结构。
角膜富含神经末梢,因此对于外界的刺激非常敏感。
1.2 巩膜巩膜是覆盖眼球白色部分的结构,与角膜相连。
巩膜具有弹性和韧性,是保护眼球内部结构的重要组成部分。
1.3 虹膜虹膜是位于角膜和晶状体之间的有色环状组织。
它的主要功能是通过调节瞳孔的大小来控制进入眼球的光线量。
虹膜的颜色因个体差异而异,例如蓝色、棕色等。
1.4 晶状体晶状体是位于虹膜后方的透明结构,呈凸透镜状。
它的主要功能是通过对光线的屈光使得眼睛能够进行对焦,从而使视物清晰。
1.5 玻璃体玻璃体是位于晶状体后方的透明胶状物质,填充在眼球的大部分空间内。
它起到保持眼球形态的作用,并帮助传递光线到视网膜。
2. 视网膜和视觉感受2.1 视网膜视网膜是位于眼球后部的光敏细胞层。
它由感光细胞和与之相连的神经细胞组成,是视觉感受的主要场所。
视网膜可以将光线转化为神经信号,然后通过视神经传输到大脑进行图像的解读。
2.2 光感细胞视网膜中存在两种主要类型的感光细胞,分别是视锥细胞和视杆细胞。
视锥细胞负责感知彩色和明亮的光,而视杆细胞则对暗光更敏感,主要用于夜间视觉。
这些感光细胞的刺激会产生电信号,然后传递给相邻的神经细胞。
2.3 视觉感受和传输当光线通过角膜、虹膜和晶状体屈光后,会聚焦在视网膜上。
视网膜中的感光细胞被激活并产生电信号,这些信号然后通过视神经传输到大脑的视觉皮层进行解析和感知。
大脑的视觉皮层将这些信号转化为我们所看到的图像和视觉感受。
3. 眼部肌肉和眼球运动3.1 外眼肌人眼周围有六块外眼肌,它们分别是上直肌、下直肌、内直肌、外直肌、上斜肌和下斜肌。
这些肌肉通过收缩和放松控制眼球的运动,使我们能够注视不同的目标和追踪运动物体。
四年级下册第六单元眼睛秘密_课件
三、近视眼及其矫正
1、成因:
晶状体太厚,折光能力太强. 成像于视网膜前.
2、矫正: 配戴用凹透镜做成的近 视眼镜。
四、远视眼及其矫正
1、成因:
晶状体太薄,折光能力 太弱,成像于视网膜后。
2、矫正: 配戴用凸透镜做成的远 视眼镜。(老花眼镜)
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一 眼睛的结构及原理:
1 晶状体 ————相当于一个凸透镜,它把来自物体的光 视网膜 会聚在—— -————上,形成物体的像. 2 视网膜上的神经细胞受到光的刺激把信号传输 给大脑,我们就看到了物体. 3 眼睛是怎样以看清远近不同的物体. 晶状体自动调节焦距 4.眼睛成像的原理: U>2f 倒立缩小的实像
四年级下册第六单元
眼睛的秘密
兵山峰
一、眼睛
1、眼球的结构
一、人眼看物原理: 类似照相机的凸透镜成像
2、眼睛看物体原理:
1、照相机原理:
角膜、晶状体的共同作用 相当于一个凸透镜。 视网膜 则相当于一个光屏。
来自物体的光 经晶状体折射 后会聚在视网 膜上形成物体 倒立缩小的实 像。视网膜上 的视神经细胞 受到光的刺激, 把这个信号传 给大脑,形成 视觉。
①眼球的结构很像我们曾经学过的什么? ②晶状体和角膜的共同作用相当于什么?视网膜
晶状体的调节作用 二、人眼看清远近物体的原理:
当看远处时,睫状体放松, 晶状体变薄,远处来的光线恰 好会聚在视网膜上,眼球可以 看清远处的物体。
当看近处时,睫状体收缩, 晶状体变厚,近处来的光线 恰好会聚在视网膜上,眼球 可以看清近处的物体。
眼睛的结构和视觉的生理学
眼睛的结构和视觉的生理学眼睛是人类感知世界的窗口,而它的结构和视觉的生理学是支撑其功能运作的重要基础。
本文将介绍眼睛的结构以及涉及视觉的生理学原理,以增进对这一复杂过程的理解。
一、眼睛的结构1. 角膜和巩膜:眼球外部的透明角膜是光线进入眼睛的第一个介质,而巩膜则覆盖在眼球表面。
2. 瞳孔和虹膜:虹膜是有色的环形结构,可以通过调节瞳孔大小来控制进入眼睛的光线量。
3. 晶状体:晶状体负责对进入眼睛的光线进行聚焦,它可以改变形状以适应不同距离的物体。
4. 玻璃体:玻璃体填充了眼球后部的空腔,它具有支撑眼球结构的作用。
5. 视网膜:视网膜是眼睛内部最重要的结构,它包含感光细胞,负责转化光信号为神经信号。
6. 黄斑和视神经:黄斑是视网膜中的区域,负责高分辨率的中央视觉;视神经则将转化后的神经信号传输到大脑视觉中枢。
二、视觉生理学原理1. 光的折射和聚焦:当光线进入眼睛时,它会在角膜和晶状体的作用下发生折射,使得光线能够聚焦在视网膜上。
2. 感光细胞:视网膜中的感光细胞分为两类,即视锥细胞和视杆细胞。
视锥细胞主要负责彩色视觉和高亮度条件下的视觉,而视杆细胞则对低光强度和黑白视觉敏感。
3. 视觉传导:当光线进入眼睛并刺激感光细胞时,光信号将被转化为神经信号,经由视神经传送到大脑的视觉中枢。
4. 大脑处理:大脑中的视觉中枢负责对接收到的神经信号进行解码和分析,形成对外界环境的理解和认知。
5. 颜色感知:视锥细胞中存在三种类型的感受器,分别对应红、绿、蓝三种颜色。
通过它们的联合作用,我们能够感知到丰富的颜色。
6. 视野和视角:视网膜中的感光细胞分布不均匀,导致我们在看物体时只能看到一定范围内的细节。
这就是我们通常所说的视野和视角。
结论眼睛的结构和视觉的生理学是一门复杂而精彩的科学。
通过了解眼睛的结构和视觉的生理学原理,我们可以更好地理解眼睛对外界信息的感知和处理过程。
这对于眼科医学的发展、眼睛疾病的诊断和治疗都具有重要意义。
眼睛的结构和视觉原理
眼睛的结构和视觉原理眼睛是人类和许多其他生物的重要感觉器官,它使我们能够看到和感知周围的世界。
眼睛由多个部分组成,每个部分都承担着不同的功能,以实现视觉的过程。
结构眼睛的主要结构包括以下部分:1. 角膜:角膜是眼睛的透明外层,起到保护眼睛内部组织的作用。
2. 瞳孔:瞳孔是位于眼球中央的黑色圆孔,它可以通过收缩或扩张来控制进入眼球的光线量。
3. 虹膜:虹膜是瞳孔的彩色部分,它具有调节瞳孔大小的肌肉组织。
4. 晶状体:晶状体位于眼球内部,其主要功能是聚焦进入眼睛的光线,使其能够准确地映射到视网膜上。
5. 玻璃体:玻璃体是填充在眼球后部的透明胶状物质,它帮助维持眼球的形状,并传递光线到视网膜。
6. 视网膜:视网膜是位于眼球后部的感光组织,其中包含视觉细胞,它们将光信号转化为神经信号,并传递到大脑进行处理。
视觉原理眼睛的视觉原理基于光线入射和传递的过程。
当光线进入眼睛时,它首先通过角膜和瞳孔,然后被晶状体聚焦,最终映射到视网膜上。
视网膜上的视觉细胞分为两类:锥细胞和杆细胞。
锥细胞对彩色视觉和细节感知起重要作用,而杆细胞则负责在低光条件下的黑白视觉。
当光线照射到视网膜上时,视觉细胞中的色素被激活,产生神经信号。
这些神经信号通过视神经传递到大脑的视觉中枢,经过处理和解释后,我们才能意识到所看到的图像和景象。
视觉原理还包括深度感知和视觉注意力等过程,它们通过传递和处理光线信息来帮助我们感知和理解周围的环境。
总结眼睛的结构和视觉原理相互配合,使我们能够经历丰富的视觉感知。
通过了解眼睛的组成和工作原理,我们可以更好地理解视觉过程,并更好地保护和维护我们的眼睛健康。
以上是关于眼睛的结构和视觉原理的简要说明,希望对您有所帮助。
眼睛与仿生学的说明方法
眼睛与仿生学的说明方法眼睛是我们日常生活中十分重要的器官之一,它能够让我们看到世界上的一切事物,并发挥着无可替代的作用。
眼睛的复杂结构和其所承担的功能也为科学家们带来了巨大的挑战,尤其是在仿生学领域。
仿生学是指把自然界中的生物体和生物机制作为模板,通过人工手段复制而得到的学科。
今天,我们将介绍关于眼睛和仿生学的10条说明方法,以展开详细描述。
1. 眼睛的结构眼睛是一个非常复杂的器官。
它由多个组成部分构成,如角膜、瞳孔、晶状体、视网膜、玻璃体、眼睑和泪腺等。
每个组成部分都拥有独特的功能和结构,并协同工作,使眼睛能够完成感知光线、聚焦、成像和传递信息等任务。
2. 视网膜的结构视网膜是眼睛最重要的组成部分之一。
它包含了感受光线和将其转换成神经信号的光感受器。
视网膜还包含了许多不同类型的神经细胞,这些细胞将信息传送到大脑以供处理。
3. 瞳孔的作用瞳孔是眼睛中的孔洞,其大小可以随着光的强度进行调节。
当光线较弱时,瞳孔会扩大以获取更多的光线;当光线较强时,瞳孔会缩小以避免过多的光线进入眼睛。
4. 视网膜的复杂度视网膜的复杂度是众所周知的。
视网膜中包含了两种不同类型的反应细胞,称为锥细胞和杆细胞。
这些细胞对光的感知能力和色彩感知能力有所不同。
锥细胞在亮光环境中发挥作用;杆细胞在较暗的环境中发挥作用。
5. 鱼眼鱼眼是一个具有非常普遍的眼睛结构,其形状类似于球体。
鱼眼能够提供广泛的视野,并能够看到物体的周围环境。
鱼眼还具有大量的受光细胞,使其能够在较暗的环境中看清物体。
6. 仿生学和人工智能仿生学和人工智能之间存在着密切的联系。
仿生学研究通过对自然界现有的生物体和生物机制进行研究,从而能够提高人工智能系统的性能和应用范围。
7. 人工晶状体随着科技的不断发展,人工晶状体已经成为一种重要的治疗方法。
人工晶状体可以代替晶状体的功能,从而帮助人们恢复失明或视力受限等问题。
8. 视网膜假体视网膜假体是一种复杂的人工器官,其作用类似于人类视网膜。
眼睛结构与视觉生物学
眼睛结构与视觉生物学眼睛是人类视觉系统的重要组成部分,它通过光的反射和折射作用,将外界的视觉信息传递给大脑,从而使我们能够感知和理解世界的外貌和特征。
眼睛的结构和功能复杂多样,涉及到生物学、光学和神经科学等领域。
本文将介绍眼睛的结构和视觉生物学方面的一些关键知识。
一、视觉系统的基本构成视觉系统主要由眼球、视神经和视觉皮层等组成,其中眼睛是视觉系统的前端器官,起到接收和转换光信号的作用。
眼睛的结构非常复杂,主要包括角膜、虹膜、晶状体、玻璃体等组织和器官。
1. 角膜:角膜是眼球的最外层,具有透明的特点,是眼球的主要光折射部位。
它能够过滤掉大部分有害的紫外线,并且对近视和远视的矫正有一定的作用。
2. 虹膜:虹膜是位于角膜后方的一层有色环状薄膜,具有调节瞳孔大小的功能。
它的颜色和瞳孔大小的变化,会对光线的进入量进行调节,从而适应不同光照条件下的视觉需求。
3. 晶状体:晶状体位于虹膜和玻璃体之间,是眼睛的主要光折射部位之一。
它可以通过调节形状和厚度,使眼睛对远处和近处的物体进行自动对焦,保持清晰的视觉。
4. 玻璃体:玻璃体位于晶状体后方,具有支撑眼球和补充眼球內部压力的作用。
它是完全透明的胶状物质,可以传递光线,同时还能保护视网膜。
二、视觉生物学的基本原理视觉生物学研究的是有关眼睛和视觉系统的生物学规律和原理。
视觉是一种复杂的生物学过程,涉及到光信号的接收、传导和加工等多个环节。
1. 光信号的接收:光信号首先通过角膜进入眼球,并经过晶状体的折射进一步聚焦。
然后,光信号穿过玻璃体,到达眼睛的后部,激活位于视网膜上的感光细胞。
2. 感光细胞的转换:视网膜上最重要的感光细胞包括杆状细胞和锥状细胞。
它们能够将光信号转化为神经信号,并通过视神经传递给大脑。
3. 大脑的信息加工:视觉信息在传递到大脑后,经过复杂的信息加工和解码,最终形成我们对外界的视觉感知和认知。
大脑中的视觉皮层负责对视觉信息进行分析和理解,从而使我们能够识别物体、感知颜色、深度和运动等。
眼的解剖结构PPT课件
• 虹膜表面不平坦,有凹陷的隐窝和辐射状条纹皱褶称 虹膜纹理。距瞳孔缘约1.5mm处,有一环形锯齿状隆 起,称虹膜卷缩轮(iris frill)是虹膜小动脉环所在处。 由此轮将虹膜分为虹膜瞳孔部和虹膜睫状体部。虹膜 与睫状体相连处称虹膜根部。在虹膜根部稍后方有虹 膜动脉大环。
15
• 虹膜有环行瞳孔括约肌受付交感神经支配和放射 状的瞳孔开大肌受交感神经支配,能调节瞳孔的 大小。瞳孔可随光线的强弱而改变其大小,称瞳 孔对光反射。
第一章 眼的解剖结构
1
第一节 眼球
2
3
4
视器又称为眼
• 视器由眼球和视副器(又称眼副器或眼附属器)两部分构 成。
• 眼球是由眼球壁和内容物组成。 • 眼球壁由外(角膜+巩膜)、中(虹膜+睫状体+脉络
膜)、内(视网膜色素上皮层+感觉层)三层膜构成;内 容物由房水、晶状体、玻璃体组成。 • 眼球的功能是接受光的刺激并转换成神经冲动。 • 眼附属器包括眼睑、结膜、泪器、眼外肌和眼眶。 • 眼副器位于眼球的周围,对眼球起支持、保护和运动作用。
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脉络膜
• 脉络膜:占中膜的后2/3,外与巩膜疏松相连,后方 有视神经通过。
• 脉络膜包围整个眼球的后部,前起于锯齿缘,和睫状 体扁平部相连,后止于视盘周围。脉络膜和巩膜联系 疏松,二者之间存有潜在性间隙叫脉络膜上腔;但和 视网膜色素上皮层则连接紧密。
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脉络膜组织结构
• (1)脉络膜上组织(构成脉络膜上腔)。 • (2)血管层,包括大血管层、中血管层和
7
角膜由外向内分为五层
• (1)上皮细胞层:由复层鳞状上皮构成,有5--6层细胞。 在角膜缘处与球结膜上皮细胞相连。此层对细菌有较强的 抵抗力,再生能力强,损伤后修复较快,且不留瘢痕。
眼睛与仿生学完整教案
眼睛与仿生学完整教案第一章:引言1.1 课程背景眼睛是人体最重要的感官之一,人们通过眼睛接收外界信息,了解世界。
眼睛的结构和功能是如何工作的呢?仿生学是一门模仿自然界生物结构和功能的科学,在本课程中,我们将探索眼睛的奥秘,并了解仿生学在眼睛相关领域的应用。
1.2 课程目标通过本章的学习,学生将了解眼睛的基本结构和工作原理,以及仿生学在眼睛技术中的应用。
第二章:眼睛的结构2.1 眼球的结构外膜:角膜和巩膜中膜:虹膜、睫状体和脉络膜内膜:视网膜2.2 眼睛的附属结构眼睑泪器睫毛2.3 眼睛的功能光线进入眼睛的过程眼睛如何调节焦距视网膜上的感光细胞如何工作2.4 课堂活动学生观察眼球结构模型,了解各个部分的功能学生分组讨论眼睛的附属结构及其作用第三章:眼睛的视觉3.1 视觉的形成光线如何转化为神经信号视网膜上的感光细胞如何将光线转化为神经冲动3.2 视觉通路神经冲动如何从眼睛传到大脑大脑如何解释神经冲动产生视觉3.3 课堂活动学生通过实验了解视觉的形成过程学生进行视觉训练,提高视觉敏锐度第四章:仿生学概述4.1 仿生学的定义仿生学是一门模仿自然界生物结构和功能的科学4.2 仿生学的应用仿生学在眼睛技术中的应用,如隐形眼镜、人工晶状体等4.3 课堂活动学生通过案例学习了解仿生学在眼睛技术中的应用学生进行小组讨论,分享对仿生学的认识和看法第五章:仿生眼睛技术5.1 人工晶状体人工晶状体的作用和优势人工晶状体的类型和手术方法5.2 隐形眼镜隐形眼镜的原理和种类如何正确使用和保养隐形眼镜5.3 其他仿生眼睛技术植入式视网膜仿生眼角膜5.4 课堂活动学生通过实验了解人工晶状体的原理和作用学生进行角色扮演,模拟隐形眼镜的使用和保养过程第六章:眼睛的疾病与防护6.1 常见眼病近视、远视、散光白内障、青光眼、黄斑变性6.2 眼睛的防护措施预防近视的方法如何保护眼睛免受紫外线伤害预防眼部感染和疾病的日常习惯6.3 课堂活动学生通过互动游戏了解眼睛的重要性和常见眼病学生讨论如何采取措施保护眼睛健康第七章:仿生技术的发展趋势7.1 未来仿生技术的发展方向纳米技术在仿生学中的应用生物材料的发展对仿生技术的推动7.2 创新仿生产品智能隐形眼镜利用基因编辑技术治疗遗传性眼病7.3 课堂活动学生观看关于未来仿生技术发展的视频学生进行思维导图创作,预测仿生技术的未来应用第八章:眼睛与仿生学的伦理问题8.1 伦理问题的探讨人工器官的道德争议仿生技术与人类身份认同8.2 法律和政策的影响仿生技术在法律上的限制保护隐私和个人安全的政策8.3 课堂活动学生进行辩论,探讨仿生眼睛技术的伦理问题学生分组讨论如何制定合理的伦理法规第九章:案例研究9.1 成功的仿生眼睛技术案例某患者的视力恢复故事仿生眼睛技术在特殊环境下的应用9.2 失败案例分析技术缺陷导致的并发症预期效果与实际效果的差距9.3 课堂活动学生听案例研究讲座学生分析案例中的成功与失败因素10.1 课程回顾学生反思个人对眼睛和仿生技术的认识变化10.2 未来展望学生提出对眼睛与仿生学未来发展的假设和期待学生分享如何将所学应用于日常生活和未来职业规划10.3 课堂活动学生进行创意写作,展望眼睛与仿生学的未来通过本课程的学习,学生不仅能够深入了解眼睛的奥秘和仿生学的应用,还能够思考与眼睛相关的伦理问题,培养学生的科学素养和批判性思维能力。
眼的结构介绍
2.泪腺 泪腺(lacrimal gland)是浆液性 复管状腺,被结缔组织分隔成腺小叶。 腺上皮为单层立方或柱状,胞质内有分 泌颗粒。腺上皮外有基膜和肌上皮细胞。 泪腺分泌的泪液经导管排至结膜上穹窿 部,有润滑和清洁角膜的作用。 3。瞬膜 二、耳 耳由外耳、中耳和内耳三部分组成。 外耳和中耳传导声波,内耳感受位觉和 听觉。
(二)眼球内容物 1.晶状体 晶状体(lens)是一个具 有弹性的双凸透明体,主要由上皮细胞 构成。晶状体外包薄层均质的晶状体囊 (lens capsule),由增厚的基膜及胶 原原纤维组成。晶状体内无血管和神经, 营养由房水供给。老年人晶状体的弹性 减弱,透明度往往降低,耳道。 1、 耳廓由弹性软骨和薄层皮肤组成。 2、外耳道;:其外侧段为软骨部,内 侧段为骨部,表面覆以薄层皮肤,软骨 部的皮肤内有大汗腺,称耵聍腺 (ceruminous gland),腺体的分泌物称 耵聍。皮下组织很少,深部与软骨和骨 紧密相贴。 (二)中耳 中耳包括鼓室、听小骨、咽鼓管和鼓膜 。
(4)水平细胞、无长突细胞和网间细胞: 这三种细胞均为中间神经元,参与局部 环路的组成。 光镜观察眼球HE染色切片,视网膜自 外向内可分10层:①色素上皮层;②视 杆视锥层,由视杆和视锥组成,故又称 感光层;③外界膜,由Mü ller细胞外侧 端之间的连接复合体形成;④外核层, 由两种视细胞含核的胞体部组成;
(1)感光细胞(photoreceptor cell):又 称视细胞(visual cell),细胞的胞体构 成外核层,由胞体向内、外两侧分别伸 出内突和外突。视细胞分视杆细胞和视 锥细胞两种。前者的外突呈杆状(视 杆),后者的外突呈锥状(视锥)。视 杆与视锥垂直伸向色素上皮,构成视杆 视锥层。
视杆细胞(rod cell):视杆分内节与外节两段, 内节是合成蛋白质的部位;外节为感光部位, 含有平行排列的膜盘,它们是由外节基部一侧 的胞膜内陷,与胞膜分离后形成的独立膜盘。 外节顶部衰老的膜盘不断脱落,并被色素上皮 细胞吞噬。膜盘上镶嵌的感光物质称视紫红质 (rhodopsin),感弱光。视紫红质由11-顺视 黄醛(11-cisretinae)和视蛋白(opsin)组 成,维生素A是合成11-顺视黄醛的原料。因此, 当人体维生素A不足时,视紫红质缺乏,导致 弱光视力减退即为夜盲。 鸡缺乏视杆细胞。
纳米技术在眼科治疗中的创新应用
纳米技术在眼科治疗中的创新应用近年来,纳米技术在医学领域的应用得到了广泛的关注和研究。
纳米技术的特殊性质和多功能性使其成为眼科治疗领域中的创新利器。
本文将探讨纳米技术在眼科治疗中的创新应用,旨在让读者深入了解纳米技术在眼科治疗中的潜力以及未来可能的发展方向。
一、纳米技术在眼科药物输送中的应用眼科药物输送是眼科治疗中的重要环节,而纳米技术的应用可以提高药物的稳定性、持续性和靶向性。
首先,纳米药物可以通过改变药物的物理状态,例如纳米乳剂、纳米颗粒等形式,增加药物的稳定性和溶解度,从而延长药物在眼睛中的停留时间。
其次,纳米技术还可以通过修饰药物表面的功能性分子,实现药物的靶向传输。
例如,可以将药物包裹在纳米颗粒中,并表面修饰具有与疾病靶点亲和力的分子,使药物能够更精确地靶向病变部位,提高治疗效果。
二、纳米技术在眼科手术中的应用眼科手术是一种常见的治疗眼疾的方法,而纳米技术的应用可以使眼科手术更加精确、安全和有效。
一方面,纳米技术可以提供更好的手术导航和可视化。
例如,通过将纳米颗粒注入眼内,可以在手术时实时监测颗粒的运动轨迹,帮助医生更准确地定位并操作。
另一方面,纳米技术还可以提供更好的手术辅助设备。
例如,纳米材料可以用于制造更小、更柔软但又具有较高强度的手术工具,使手术切口更小,减少手术对患者的伤害。
三、纳米技术在眼科诊断中的应用纳米技术在眼科诊断中的应用可以提供更准确、敏感和非侵入性的诊断手段。
例如,通过使用纳米探针,可以在眼部疾病的早期阶段就检测到微小的分子或细胞变化。
纳米探针的独特性质可以使其在眼部组织中高度选择性地与病变部位结合,从而实现早期诊断和治疗监测。
此外,纳米技术还可以将多种诊断手段集成到一个纳米传感器中,提供多模式的诊断信息,增加诊断的准确性和全面性。
四、纳米技术在眼科治疗中的挑战与前景目前,纳米技术在眼科治疗中仍面临一些挑战和限制。
首先,纳米材料的安全性和毒性评估是一个重要问题。
虽然纳米材料在眼科治疗中具有许多优势,但其毒性和生物相容性仍需进行深入研究和评估。
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目录第一章透镜 (3)第一节眼睛 (3)第二节放大镜 (6)第三节门镜的原理 (7)第四节凸透镜的反射成像 (9)第二章光的波粒二象性 (12)第一节光色的互补与物体的颜色 (12)第二节光的增透膜 (15)第三节从玻璃涂膜到镜面建筑 (18)第四节海水为什么是蓝色的 (20)第五节瑰丽的极光 (21)第三章现代科技光学 (23)第一节绝妙的激光清洗 (23)第二节全息三维显示技术 (25)第四章基础电子线路 (27)第一节晶体二极管 (27)第二节晶体三极管 (36)第五章简单电子制作 (40)第一节微波自动节电开关 (40)第二节声光控节能开关的制作 (42)第三节移动电话手机场强仪 (44)第四节新颖感应台灯控制电路 (48)第六章纳米技术的发展 (49)第一节纳米技术 (49)第二节纳米技术风光无限 (51)第三节“超级纤维”碳纳米管发展记 (53)第四节纳米碳管储氢 (54)第七章狭义相对论 (55)第一节参考系和运动的相对性 (55)第二节光速和时间的相对性 (65)第三节黑洞之迷 (73)第一章透镜第一节眼睛一、眼睛的结构人的眼睛为一个直径为2cm的球体。
眼球的前部凸出的透明部分,称为角膜。
眼球里有一个含有纤维胶质的透明液体,称为晶状体。
晶状体与角膜之间充满无色透明液体——水样液,晶状体与视网膜之间充满无色透明胶状物质——玻璃体。
角膜、水样液、晶状体和玻璃体的共同作用相当于一个凸透镜。
从物体射进眼里的光经过这个凸透镜折射后,在视网膜上成一倒立的缩小的实象,刺激分布在视网膜上的感光细胞,视觉神经将这种刺激传给大脑视觉中枢,从而使我们产生视觉——看见了眼前的物体。
二、眼睛的调节正常的眼睛眺望远方时,远处物体的像成在视网膜上。
在观看近处物体时,物距缩短了,像仍然成在视网膜上。
这是因为晶状体本身是有弹性的,可以靠周围肌肉的运动改变它的表面的弯曲程度,在观看远方物体时,晶状体由于周围肌肉的作用,表面弯曲程度最小,这时眼睛的焦距最大。
眼睛的结构与功能
角膜:位于眼球最外层, 透明无色,具有屈光作
用
虹膜:位于巩膜和视网 膜之间,调节进入眼球
的光线量
巩膜:白色坚韧的纤维 组织,保护眼球内部结
构
视网膜:位于眼球内 壁,有感光细胞,接 收光线刺激并转化为
神经信号
角膜:位于眼 球最外层,透 明无色,具有
屈光作用
虹膜:位于角 膜和晶状体之 间,有色素细 胞,可以调节
病因:晶状体浑 浊,导致视力下 降
症状:视力模糊、 重影、色觉异常 等
治疗方法:手术 治疗,更换人工 晶状体
预防措施:避免 强光刺激,保持 良好的用眼习惯, 定期检查视力
汇报人:XX
瞳孔大小
晶状体:位于 虹膜和视网膜 之间,透明有 弹性,可以调
节焦距
玻璃体:位于 视网膜和视神 经之间,透明 胶状物质,支
撑眼球形状
眼睑:保护眼睛,保持湿润 睫毛:防止灰尘进入眼睛 眼肌:控制眼球运动 泪腺:分泌泪液,保持眼睛湿润
眼睛是视觉感知的主要器官
视觉信号通过视神经传递到大脑, 形成视觉感知
活
眼肌的疲劳:长时间 用眼可能导致眼肌疲 劳,影响视力和眼睛
健康
近视眼的成因:长时间近距离用 眼,导致眼轴变长
近视眼的症状:视力模糊,看不 清远处的物体
近视眼的防治:保持良好的用眼 习惯,定期检查视力,佩戴合适 的眼镜
近视眼的手术治疗:激光手术, ICL植入术等,需根据具体情况 选择合适的手术方式
光线弱时,瞳孔会扩大, 以增加光线进入
瞳孔的调节有助于保持视 网膜上的图像清晰
视网膜是眼 睛的主要感 光器官,负 责接收外界 的光线刺激
视网膜上的 感光细胞分 为两种:视 杆细胞和视 锥细胞
构成眼睛的结构层次
眼睛是人体最重要的感觉器官之一,它能够帮助我们观察和感知周围的世界。
眼睛的结构层次包括以下几个部分:
1. 眼球壁:眼球壁是眼睛的外层结构,包括角膜、巩膜、虹膜、睫状体和脉络膜等部分。
角膜是眼球的透明部分,它能够透过光线并将其聚焦在视网膜上。
巩膜是眼球的白色部分,它能够保护眼球并维持其形状。
虹膜是眼睛的有色部分,它能够调节瞳孔的大小,控制进入眼睛的光线量。
睫状体是眼睛的睫状肌,它能够调节晶状体的曲率,使我们能够看清远近不同的物体。
脉络膜是眼球的内层结构,它能够提供营养和氧气给视网膜。
2. 眼内腔:眼内腔是眼球内部的空间,包括前房、后房和玻璃体等部分。
前房是角膜和虹膜之间的空间,它充满了房水,能够维持眼球的形状和压力。
后房是虹膜和晶状体之间的空间,它也充满了房水。
玻璃体是眼球内部的胶状物质,它能够支撑视网膜并保持其形状。
3. 视网膜:视网膜是眼睛的感光部分,它能够将光线转化为神经信号,并将其传递给大脑。
视网膜上有两种感光细胞,分别是视杆细胞和视锥细胞。
视杆细胞能够感知光线的明暗,而视锥细胞能够感知颜色。
4. 视神经:视神经是眼睛和大脑之间的连接部分,它能够将视网膜上的神经信号传递给大脑。
视神经包括视神经盘和视神经纤维等部分。
总之,眼睛的结构层次非常复杂,它们相互协作,共同完成了视觉感知的任务。
了解眼睛的结构层次对于保护眼睛健康和预防眼部疾病具有重要意义。
眼睛的结构与功能
眼睛的结构与功能眼睛是我们感知世界的窗户,它的结构和功能决定了我们对外界的观察和理解。
本文将介绍眼睛的结构与功能,探讨其在视觉传递和图像形成中的作用。
一、眼球的结构眼球是由多个部分组成的复杂器官,包括角膜、巩膜、虹膜、晶状体、玻璃体等。
以下是对这些部分的简要介绍:1. 角膜:位于眼球前部,是透明的组织,起到折射光线的作用。
2. 巩膜:覆盖在眼球的白色部分,保护眼球并赋予其形状。
3. 虹膜:眼球的有色环,通过调节虹膜的大小来控制进入眼球的光线量。
4. 瞳孔:位于虹膜中央的黑色圆孔,可以调节光线的进入量。
5. 晶状体:位于虹膜和视网膜之间,起到聚焦光线的作用。
6. 镜头:类似相机的镜头,由晶状体和角膜共同完成光线折射的任务。
7. 玻璃体:位于晶状体和视网膜之间的透明胶状物,保持眼球的形状。
8. 视网膜:位于眼球内部,包含感光细胞,将光信号转化为神经信号。
二、眼睛的功能眼睛有着广泛的功能,以下是眼睛的主要功能:1. 感光:眼睛的主要功能是接收光线并感受到周围环境的亮度变化。
感光细胞位于视网膜中,其中包括杆状细胞和锥状细胞。
杆状细胞对光线的亮度更敏感,适合在昏暗环境下使用;锥状细胞对光线的颜色更敏感,适合在明亮环境下使用。
2. 图像形成:眼睛通过上述部分的合作,将进入眼球的光线折射并聚焦在视网膜上,形成倒立的实像。
这个实像会经过神经传递到大脑,大脑将其翻转并还原为正常的图像。
3. 焦距调节:通过调节晶状体的形状,眼睛能够改变光线折射的程度,从而调整焦距。
这使得眼睛能够看清靠近的物体和远处的物体。
4. 颜色识别:视锥细胞对不同波长的光敏感,能够区分不同的颜色。
这使得我们能够看到丰富多彩的世界。
三、视觉传递的过程视觉传递是指从眼睛到大脑的信息传递过程。
以下是视觉传递的简要步骤:1. 光线入射:光线从环境中射入眼睛,经过角膜和瞳孔,到达晶状体。
2. 光线折射:晶状体对光线进行折射,使其聚焦在视网膜上。
3. 转换为神经信号:视网膜中的感光细胞将光信号转化为神经信号,传递给视觉神经。
人类眼睛的视觉机制和生物光学
人类眼睛的视觉机制和生物光学随着科技的不断发展,人们对于物质和科学技术的探索变得越来越深入和细致。
在视觉和光学领域,人们对于人类眼睛的视觉机制和生物光学的研究也在不断深入。
本文将对人类眼睛的视觉机制和生物光学的相关知识进行探讨。
一、人类眼睛的构造和视觉机制人类眼睛是一种复杂的光学器官,其具有构成光学系统的角膜、晶体、玻璃体等组成部分。
当光线穿过眼球各个部位,最终到达视网膜,通过视网膜上的感光细胞转化成神经信号,再由视神经传递到大脑皮层进行信号处理,从而形成视觉经验。
人类眼睛的视觉机制非常复杂,主要包括以下几个方面:1. 分辨力:人类眼睛能够分辨出物体的清晰程度,视网膜上的感光细胞数量和排布密度决定了眼睛的分辨力。
2. 色觉:人类能够感知到红、绿、蓝三种主要的颜色,眼睛内的视杆细胞和视锥细胞分别负责黑白视觉和彩色视觉。
3. 光适应:人类眼睛具有适应不同亮度环境的能力,这是由视杆细胞和视锥细胞的不同反应速度所决定的。
4. 空间感知:人类眼睛能够感知到物体的空间位置和距离关系,这是由视网膜上的视锥细胞和大脑皮层对视觉信息进行分析综合所形成的。
二、生物光学的研究生物光学是对生物体内光与组织之间的相互作用的研究。
在人类眼睛的视觉机制中,生物光学起到了重要的作用。
1. 全息显微镜:全息显微镜是生物光学研究中的一大工具,它能够以非破坏性的方式观察生物体组织的三维图像。
2. 光学成像:生物光学成像是一种用于临床医学和生物科学研究中的无创成像技术,其中包括荧光成像、光声成像、光学显微镜和光学相干断层成像等多种成像技术。
3. 维生素A缺乏症:人类身体的维生素A主要来自于摄入的营养物质,如果缺乏了维生素A,将会影响到视网膜中的视紫红质的生成,进而引起夜盲症、干眼症等疾病。
4. 飞蛾:在生物光学研究中,飞蛾的眼睛成为一个重要的研究对象。
由于飞蛾面对夜间的照明条件,其视觉机制较人类眼睛更加复杂。
三、未来的发展趋势在未来的发展中,人类眼睛的视觉机制和生物光学的研究将进一步深入和拓展。
生物人教版七年级下册眼睛的结构及视觉形成
一、眼的结构和视构
角膜
虹膜 瞳孔 睫状体
晶状体 玻璃体 视网膜
脉络膜
巩膜
视神经
(2)视觉的形成
黑眼珠
角膜
虹膜 瞳孔
睫状体
晶状体 玻璃体 视网膜
脉络膜
巩膜
视神经
白眼球
(2)视觉的形成
光线 光线通过角膜、瞳孔、晶状体、玻璃体
折射
视网膜(物像)
视觉神经
角膜虹膜瞳孔睫状体晶状体玻璃体视网膜脉络膜巩膜视神经1眼的结构角膜虹膜瞳孔睫状体晶状体玻璃体视网膜脉络膜巩膜视神经2视觉的形成白眼球黑眼珠2视觉的形成光线光线通过角膜瞳孔晶状体玻璃体视网膜物像视觉神经大脑皮层特定区域视觉大脑皮层折射试一试80页图449
第六章 人体生命活动的调节
第一节 人体对外界环境的感知
大脑皮层特定区域 视觉(大脑皮层)
“试一试” 80页图4-49:瞳孔变化
※
感谢您的聆听
包着梦想往前飞 不逃避不后悔
Write in the end, send a sentence to you, with dreams fly forward, do not escape, do not regret
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第六章纳米技术的发展第一节纳米技术纳米,又称毫微米,如同厘米分米和米一样,是度量长度的单位。
具体的说,一纳米等于十亿分之一米的长度。
这个计量单位在日常生活中很少出现,因为它太小了。
拿“大”东西头发比,普通头发就有6万~7万纳米粗;拿小东西原子比,一纳米也就是略等于四十五个原子排列起来的长度。
研究纳米级物质(包括分子、原子、电子)在100皮米(1皮米=10-12米)~100纳米空间内的运动规律和内在运动特点,并利用这些特性制造特定功能产品(包括纳米武器在内)的高新尖技术,就是现在科技界耳热能详的纳米技术。
由于纳米技术将最终使人类能够按照自己的意愿操纵单个原子和分子,以实现对微观世界的有效控制,所以被认为是队1世纪一系列高新技术的产生和发展有极为重要影响的一门热点学科,被世界各国列位21世纪的关键技术之一,并投入大量的人力物力进行研究开发。
纳米技术的三大关键纳米技术从研究走向实用的三大关键是研制纳米材料、寻求超精度微加工方法和真正做出微机电系统。
一、纳米材料:一向被人们认为是不怕火炼的“真金”,一旦被加工成线度为两微米(1微米=10-6米)的微粒,其熔点将从1063℃猛降为330℃,而把黄金微粒的线度再缩小至200纳米,其熔点就降至33℃,也就是说,只要将其使劲握在手心,金子就会在你手里化为金汤。
物质这种超微粒特性变异,颇似现代科学上另一重大发现,——超导现象。
这两种现象有力地诠释了辩证唯物主义的重要规律———从量变到质变的规律。
这既为纳米技术研究者提出了对整个物质世界重新认识的要求,更为他们展开了一个似曾相识实则完全陌生的广阔天地。
现在高能量纳米材料、纳米隐形材料、纳米磁性材料已有重大突破。
某些纳米材料产品已在高技术开发和军事应用领域作出了突出贡献。
超精度微加工方法所谓加工技术在一般人的概念里,就是根据设计要求将材料的多余部分用各种方法除去制成零部件的技术。
这种常规的加工技术一直到加工微米级的零部件都是适用的。
然而当物体尺寸达到纳米级,常规的加工技术就没有了用武之地。
怎么办?纳米技术研究者打破常规,进行反向思维,将常规的“由达到小”的加工方法改变为“由小到大”的加工方法,发明了所谓扫描隧道显微镜加工技术。
扫描隧道显微镜加工技术的具体步骤是:将扫描隧道显微镜极其尖锐的金属探针,向材料表面不断逼近,当距离达到一纳米时,施加适当电压,产生隧道电流,这时探针尖端便吸引材料的一个原子过来,然后将探针移至预定位置,除去电压,使原子从探针上脱落。
如此反复进行,最后便按设计要求“堆砌”出各种微型构件。
整个过程就如同用砖头盖房子一样。
三、微机电系统:纳米技术的核心技术是微机电技术。
微机电技术并不是通常意义上的简单的系统小型化,它可以说是制造业原理上的彻底变革。
因为当每个部件都小到纳米级以后,宏观的参数如体积、重量等都变的微不足道了,而与物体表面相关的因素如表面张力和摩擦力就显得至关重要了。
新的物理特性使纳米器件非常坚固耐用,同时非常可靠。
一般纳米器件振动2000万次,也丝毫不会损坏。
近10多年,微机电技术获得了实质性突破。
科学家们成功地研制出了纳米齿轮、纳米弹簧、纳米喷嘴、纳米轴承等微型构件,并在此基础上造成了纳米发动机。
这种微型发动机的直径只有200毫米,一滴油就可以灌满四五十个这种发动机。
与此同时,微行传感器、微行执行器等也相继制成。
这些基础单元再加上电路、接口,就可以组成完整的微机电系统了。
纳米技术对科学技术的进步具有划时代的影响。
它将取代微电子技术,引发一场新的技术革命,创造新的奇迹。
第二节纳米技术风光无限纳米技术的研究和开发,形成一个介于化学、物理学、生物学和电子工程学之间交叉的新科技领域,将使原有领域的研究和应用发生革命性的变化。
纳米级的物体人眼根本看不见,然而神奇的纳米技术已如春雨“润物细无声”地渗透到我们日常生活的方方面面。
衣——传统的衣服一般只是满足人们御寒、遮羞和散热等功能,而运用纳米技术的衣服就全然不同了。
在化纤制品和纺织品中添加纳米微粒,可以除味杀菌。
这种材料做的衣服既漂亮又保健,可称为“绿色”服装。
化纤布挺括结实,但有静电现象,加入少量金属纳米微粒就不会因摩擦而生电。
食——用了纳米材料,冰箱就可以抗菌。
纳米材料做的无菌餐具、无菌食品包装用品已经面世。
利用纳米粉末,可以使废水彻底变成清水,完全能够饮用。
纳米食品色香味俱全,还有益于健康。
住——纳米技术的运用,使墙面涂料的耐洗刷性提高10倍。
玻璃和瓷砖表面涂上纳米薄层,可以制成自洁玻璃和自洁瓷砖,根本不用擦。
含纳米微粒的建筑材料还可以吸收对人体有害的紫外线。
行——纳米材料可以提高和改进交通工具的性能指标。
纳米陶瓷有望成为汽车、轮船、飞机发动机部件的理想材料,大大提高发动机效率、工作寿命和可靠性。
纳米卫星可以随时向驾驶员提供交通信息,帮助其安全驾驶。
而且,由于纳米技术可以让许多现在体积庞大的物体缩小数百倍,这就将使现代人不可想象的星际旅行变成现实。
纳米开发前景诱人,纳米技术将给医学带来变革。
纳米级粒子会使药物在人体内的传输更为方便,用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体后可主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织;在人工器官外面涂上纳米粒子可预防移植后的排异反应;使用纳米技术的新型诊断仪器只需检测少量血液,就能通过其中的蛋白质和DNA(脱氧核糖核酸)诊断出各种疾病。
在电子信息领域,纳米技术应用广泛。
可从硬盘上读取信息的纳米级磁读卡机以及存储容量为目前芯片上千倍的纳米级存储器芯片都以投入生产。
纳米电子学使量子元件代替微电子器件,“深蓝”、“银河”等巨型计算机就能装入口袋。
可以预见,未来以纳米技术为核心的计算机处理信息的速度将更快,效率将更高。
纳米材料作为新一代半导体材料,能提高传感器的灵敏度,改善音像质量。
日本一公司制成的纳米级微粉录象带,具有图像清晰、噪声小、高保真等优点。
纳米粉质材料可以取代溴化银,实现无银照相,不仅能降低成本,而且还大大提高成像质量。
纳米科技运用于国防建设,同样可以大显神通。
把纳米微粒加入到陶瓷中,可以使脆硬的陶瓷韧性增强,新一代坦克的装甲材料便是这种陶瓷与钢材的混合体。
装甲、车辆、舰船等主机工作时的噪声达到上百分贝,运用纳米技术开发的润滑剂,既能在物体表面形成半永久性的固态膜,产生极好的润滑作用,大大降低噪音,又能延长装备的使用寿命。
一些重要部门需要电磁屏蔽,可以在墙内加入纳米材料层,或者涂上纳米涂料,遮挡电磁波效果良好。
这一切听起来仿佛是天方夜谭,但是纳米科技的进步,却能大大改变人类的生活方式。
很多未来学家甚至乐观地预测,纳米技术在今后二三十年内将从根本上改变人类的处境。
有人断言:“纳米科技给人们的影响将像产业革命、抗菌素以及核武器那样深远。
”第三节“超级纤维”碳纳米管发展记1991年被人类发现的碳纳米管,是由石墨碳原子层卷曲而成的碳管,管直径一般为几个纳米到几时格纳米,管壁厚度仅为几个纳米,像铁丝卷成的一个空心圆柱“龙形管”,它非常微小,5万个并排起来才有人的一根头发丝宽,实际上是长度和直径之比很大的纤维。
作为石墨,金刚石等碳晶体家族的新成员,碳纳米管韧性高,导电性极强,场发射性能优良,兼具金属型和半导体型,强度比钢高100倍,比重只有钢的1/6。
因为性能奇特,被科学家称为未来的“超级纤维”,也成为国际研究热点。
虽然成分和石墨一样,但碳纳米管潜在用途十分诱人:可制成极好的微细探针和导线、性能颇佳的加强材料、理想的储氢材料。
它使壁挂电视进一步成为可能,并在将来可能替代硅芯片的纳米芯片和纳米电子学中扮演极重要的角色,从而引发计算机行业革命。
碳纳米管在纳米世界中是重要的一员,在纳米材料中,包括碳纳米管、碳纳米纤维在内的碳纳米材料一直是近年来国际科学的前沿领域之一。
从近期美国《科学索引》核心期刊发表的和碳纳米管有关的论文数刊,我国排在美、日之后科学家发现碳纳米管;1992年,科研人员发现碳纳米管随管壁曲卷结构不同而呈现出半导体或良导体的特异导电性;1995年,科学家研究并证实了其优良的场发射性能;1996年,我国科学家实现碳纳米管大面积定向生长;1998年,科研人员应用碳纳米管作电子管阴极;同年,科学家使用碳纳米管制作室温工作的场效应晶体管;1999年,韩国一个研究小组制成碳纳米管阴极彩色显示器样管;2000年,日本科学家制成高亮度的碳纳米管场发射显示器样管。
第四节纳米碳管储氢2000年1月6日,我国525名两院院士投票评选出1999年中国十大科技进展,其中第二条是:储氢纳米管研究获重大进展。
什么是纳米碳管?用纳米碳管储氢对世界将发生什么影响?纳米碳管,顾名思义,是纳米级(1nm=10-9m)大小的以碳为材质的管子。
这是材料科学家起的术语。
它是继1985年发现C-60为代表的球碳后与1991年发现的碳的另一大类新型同素异形体,呈管状结构,以碳为主词,称之为碳管。
碳管可分为一级结构和二级结构两个层次来描述。
它的一级结构是石墨的二维碳原子平面卷曲起来形成的空心管,好比用纸卷成的纸筒,管壁上的碳原子跟石墨二维平面的结构基本相同,每个碳原子仍以3个共价键与3个碳原子相连,形成无限六元并环网终结构;描述得较细致一些,按管壁上的C-C键与管轴的几何关系可分为“扶手椅管”,“锯齿状管”和“螺管”三大类,按管口是否关闭可分为“封口管”和“开口管”,按管壁的层数还可分为“单层管(SWNT)”和“多层管(NWNT)”。
多层管是同心的,管间距为340pm,比石墨层间距略大。
碳管的纳米级长度并非必然属性,例如,中国科学院的一个研究小组曾经制得过长达2nm的多层管碳。
管碳的韧性好得惊人,抗伸张,也抗弯曲,于是碳管会出现二级结构一有直管,弯管,面包圈,立方体,锥体,碟,等等。
纯净的碳管是空心的,但在制备过程中,有时会填入铁、钴、镍等物质,形成复合材料。
这些复合材料的潜在应用价值很多,可能是声、光、电、磁、种种形式的功能材料和功能转化材料。
用碳管储氢,如果一旦实用化,意义十分重大。
这是因为,氢是干净的能源。
氢的燃烧产物是对环境无污染的水。
一望无际的大海和越来越高效的太阳能电池电解水已经几乎解决了氢的来源。
碳管既轻又结实,导电,可做电极,碳又是最普通的元素,若可储氢,想储就储,想放就放,岂不诱人?。