視網膜上的影像是上下顛倒的?用魷魚眼睛模型實驗,親身體驗光的奧妙
我是科學訓練師桑子研，每天都在做實驗！
如果有人跟你說，有一種動物是靠「前後移動鏡頭」來對焦的，你會相信嗎？這種動物就是烏賊！人類的眼睛是靠改變水晶體的厚度來調整焦距，但烏賊可不一樣，牠是直接把整個水晶體前後移動來對焦的。簡直就像相機的鏡頭一樣！同樣是「看」這件事，生物竟然有這麼多不同的做法，真是讓人佩服。
用身邊的小道具，重現烏賊的眼睛構造！
我很想把烏賊眼睛的奧妙用有趣的方式傳達給大家！於是Y老師設計了一個超有意思的模型實驗，而且只要用身邊的道具就能完成喔。上課時也能馬上派上用場，正在備課的理化老師們，請務必參考看看！
實驗準備物品
– 圓底燒瓶（透明、瓶口較窄的）
– 水（裝滿燒瓶）
– 塑膠袋（代替視網膜）
– 橡皮筋（用來固定塑膠袋）
– 放大鏡（最好有握柄）
– 畫有小圖案或文字的紙（用來成像的目標）
實驗步驟
1. 在圓底燒瓶裡裝水。
這個燒瓶就是我們的「眼球」。
2. 把塑膠袋貼在燒瓶的側面。這層塑膠袋就是「視網膜」的位置。
3. 把放大鏡當成水晶體，在燒瓶前面前後移動。
來找找看，哪個位置剛好可以對到焦吧！
4. 在某個特定距離，塑膠袋上就會出現清楚的影像。
影像是上下顛倒的，這也是重點！可以讓人清楚看出光是怎麼前進的。
倒過來的影像藏著什麼祕密？
當倒立的影像清清楚楚地浮現在塑膠袋上，學生們一定會忍不住「哇～」地驚呼出聲。其實，我們眼睛的視網膜上，映出的也是上下左右顛倒的影像。只是大腦會自動幫我們轉回正確的方向，所以平常我們才不會發現看到的是倒過來的世界。
這個教材不但能讓學生體會烏賊眼睛的神奇，也能實際感受光的特性。像「透鏡的作用」和「成像的原理」這些光靠講解很難理解的內容，讓學生親身體驗之後，理解程度會大幅提升喔。
其實這個模型也有點不太對？烏賊的眼睛和人類的眼睛，明明很像卻又不一樣？
烏賊和人類在演化上算是很遠的親戚。可是，我們兩者的眼睛卻都長得像相機一樣：用透鏡把光聚集起來，再在後方的視網膜上成像，這點簡直一模一樣。像這樣，不同的生物各走各的演化路線，最後卻演化出相似的構造，就叫做趨同演化。
不過，細節上還是有差異的。人類視網膜的感光細胞位在後方，所以在神經出口的地方會形成盲點。至於烏賊，感光細胞是在視網膜的前方，所以據說沒有盲點。同樣是「眼睛」，構造上的巧思可是五花八門呢。
再進一步想一想
如果還有餘裕的話，也推薦大家挑戰下面這些進階問題。
・ 試著用圖整理一下人類和烏賊的眼睛在對焦方式上有什麼不同
・ 為什麼影像會是倒過來的？試著用光的折射來解釋看看
・ 為什麼視覺器官會演化得這麼多樣呢？
如果能順便聊到視覺器官的演化多樣性，還能進一步帶到探究式的學習喔。
這個簡單又好上手的模型實驗，請大家一定要加進自己的教學口袋名單！果然，理化這門科目就是要親手做才好玩，對吧？
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