Матэрыял аптычнага вочнага інструмента
Вока — гэта аптычны прыбор, уласцівы чалавеку. Ён дазваляе чытаць артыкул па фізіцы 😀 або глядзець на твар прыгожага ці прыгожага хлопца 🙂 Што рабіць, калі вашы вочы не працуюць належным чынам? Вы напэўна ведаеце адказ на гэтае пытанне. Таму будзьце ўдзячныя, калі ў вас усё яшчэ здаровыя вочы і вы можаце выразна бачыць. Сляпы чалавек, безумоўна, не бачыць і можа толькі ўяўляць сабе стан свету, у якім мы жывем сёння.
Здаровыя, добра функцыянуючыя вочы — гэта мара кожнага. Аднак рэальнасць часам не апраўдвае чаканняў. Некаторым людзям наканавана сутыкнуцца з парушэннем функцый вачэй, што перашкаджае ім выразна бачыць. Дасягненні навукі, асабліва фізікі, дазволілі стварыць такія візуальныя сродкі, як акуляры і кантактныя лінзы.
У гэтым артыкуле разглядаецца, як працуе вока, дазваляючы людзям бачыць. Тлумачэнне таго, як працуе вока ў гэтым артыкуле, адносіцца да тэмы геаметрычнай оптыкі , якая ўключае праламленне святла, факусоўку і фарміраванне малюнкаў аб'ектаў вокам. Падрабязнае тлумачэнне вока і таго, як яно на самой справе працуе, выходзіць за рамкі гэтага артыкула. Дысфункцыі вачэй, як працуюць акуляры і кантактныя лінзы , тлумачацца ў наступных артыкулах.
Часткі вока
Рагавіца або вочная абалонка — гэта цвёрдая, напаўпразрыстая мембрана, якая пакрывае пярэднюю частку вока. Святловыя прамяні, якія трапляюць у вока, у большай ступені праламляюцца рагавіцай.
Pupil або вочныя яблыкі Зрэнка — гэта чорная частка чалавечага вока. Зрэнка чорнага колеру, таму паглынае амаль усё святло і амаль нічога не адлюстроўвае назад. Зрэнка — гэта адтуліна, праз якую святло праходзіць у вока. Чым большая зрэнка, тым больш святла трапляе ў вока, і наадварот, чым меншая зрэнка, тым менш святла трапляе ў вока.
касач або ірыс Вясёлкавая абалонка кантралюе памер зрэнкі. Калі асяроддзе вакол вока вельмі яркае, вясёлкавая абалонка звужае зрэнку, а калі асяроддзе цёмнае, вясёлкавая абалонка пашырае яе, дазваляючы большай колькасці святла трапляць у вока. Калі вы калі-небудзь назіралі за розніцай у зрэнках ката ўдзень і ўначы, вы лёгка зразумееце функцыю вясёлківай абалонкі.
Цыліярная мышца выконвае функцыю змены крывізны крышталіка вока. Змены крывізны крышталіка вока ўплываюць на фокусную адлегласць крышталіка вока. Калі вока назірае за аб'ектам на вельмі далёкай адлегласці, цыліярная мышца расслабляецца, таму радыус крывізны крышталіка павялічваецца, а фокусная адлегласць крышталіка павялічваецца. Калі вока назірае за аб'ектам на блізкай адлегласці, цыліярная мышца скарачаецца, таму радыус крывізны крышталіка памяншаецца, а фокусная адлегласць крышталіка памяншаецца. Такім чынам, ускосна функцыя цыліярнай мышцы заключаецца ў кантролі фокуснай адлегласці крышталіка вока, каб вока магло добра факусаваць выяву аб'екта. Змены фокуснай адлегласці крышталіка вока называюцца акамадацыяй вока.
Крышталік вока — гэта збіральная лінза, таксама вядомая як выпуклая лінза або станоўчая лінза . Нягледзячы на тое, што большая частка святла, якое трапляе ў вока, праламляецца ў рагавіцы, крышталік таксама праламляе і факусуе светлавыя прамяні, каб выява аб'екта фарміравалася дакладна на сятчатцы. Каб аб'екты былі бачныя выразна, выява павінна сфарміравацца на сятчатцы. Сятчатка пераўтварае светлавыя хвалі ў электрычныя сігналы, якія затым перадаюцца праз глядзельны нерв у мозг.
Максімальнае і мінімальнае размяшчэнне
Акамадацыя вачэй — гэта падладжванне фокуснай адлегласці (f) крышталіка вока пад адлегласць да аб'екта, які бачыць вока, каб выява аб'екта магла быць сфакусавана на сятчатцы. Фокусная адлегласць крышталіка вока — гэта адлегласць паміж крышталікам і яго фокуснай кропкай (F). Змены крывізны крышталіка прыводзяць да змены радыуса крывізны крышталіка, і, такім чынам, змяняецца фокусная адлегласць крышталіка, як паказана на малюнку.
Калі вока назірае за прадметам на далёкая кропка, цыліярная мышца расслабляецца (адпачывае), у выніку чаго крышталік вока становіцца больш плоскім, так што радыус крывізны і фокусная адлегласць крышталіка павялічваюцца. Далёкая кропка - гэта найбольшая адлегласць, на якую вока можа сфакусавацца, дзе звычайная далёкая кропка вока - бясконцасць. Калі вока рэгулюе фокусную адлегласць крышталіка, каб сфакусавацца на аб'ектах у далёкай кропцы або аб'ектах у бясконцасці, вока мінімальнае размяшчэнне.
З іншага боку, калі вока назірае за аб'ектам зблізку, цыліярная мышца напружваецца (скарачаецца), у выніку чаго крышталік вока становіцца больш выгнутым, так што радыус крывізны і фокусная адлегласць крышталіка павялічваюцца. Адлегласць да аб'екта, бліжэйшага да вока, на якой вока ўсё яшчэ можа сфакусавацца, называецца блізкая кропкаУ сярэдняга чалавека блізкая кропка цела складае 25 см. Калі вока факусуецца на аб'екце, размешчаным блізка (25 см), вока максімальна акамадуе.
Утварэнне ценю аб'екта
Вельмі далёкая адлегласць да аб'екта
Калі адлегласць да аб'екта бясконцая, крышталік вока становіцца плоскім, таму фокусная адлегласць крышталіка павялічваецца, прычым фокусная адлегласць (f) павінна быць роўная адлегласці выявы (s'). Адлегласць выявы - гэта адлегласць паміж крышталікам і кропкай, дзе перасякаюцца праламлёныя светлавыя прамяні вока. Кропка, дзе светлавыя прамяні перасякаюцца, супадае з сятчаткай. Такім чынам, можна зрабіць выснову, што калі вока назірае аб'ект на бясконцай адлегласці, крывізна крышталіка вока становіцца плоскай, пакуль фокусная адлегласць крышталіка (f) не стане роўнай адлегласці паміж крышталікам вока і сятчаткай. Светлавыя прамяні павінны перасякацца на сятчатцы, каб святло магло быць пераўтворана ў электрычныя сігналы нервовымі клеткамі ў сятчатцы, а затым перадавацца ў мозг па глядзельным нерве.
Ніжэй прыведзены матэматычны доказ таго, чаму, калі адлегласць да аб'екта (s) вельмі вялікая або калі аб'ект лічыцца бясконца далёкім, фокусная адлегласць лінзы (f) павінна быць такой жа, як і адлегласць да выявы (s'). Суадносіны паміж фокуснай адлегласцю (f), адлегласцю да аб'екта (s) і адлегласцю да выявы (s') выражаюцца наступным ураўненнем.
1/f = 1/s + 1/s' —– Раўнанне 1
Акуляр — гэта збіральная лінза, таму фокусная адлегласць (f) дадатная. Адлегласць да аб'екта (s) бясконцая, таму заменіце адлегласць да аб'екта (s) у раўнанні 1 сімвалам бясконцасці.
1/f = 1/~ + 1/s'
1/f = 0 + 1/s'
1/f = 1/s'
s' = f —– Раўнанне 2
Раўнанне 2 паказвае, што ў збіральнай або выпуклай лінзе, калі адлегласць да аб'екта бясконцая, то фокусная адлегласць (f) такая ж, як і адлегласць да выявы (s').
Вельмі блізкая адлегласць да аб'екта
Што рабіць, калі аб'ект знаходзіцца блізка да вока? Увагнутая лінза можа фармаваць як віртуальныя, так і рэальныя выявы. Рэальная выява атрымліваецца з дапамогай выпуклай лінзы, калі адлегласць да аб'екта (s) большая за фокусную адлегласць лінзы (f). Гэта абмяркоўвалася ў тэме выява выпуклай лінзы.
Раней тлумачылася, што бліжэйшы аб'ект, на які можа належным чынам сфакусавацца нармальнае вока, знаходзіцца на адлегласці 25 см. Такім чынам, фокусная адлегласць павінна быць меншай за 25 см. Яна таксама не можа быць 25 см, бо ў такім выпадку выява будзе знаходзіцца на бясконцасці, што неразумна, улічваючы малы памер зрэнкі.
Разлік для ацэнкі фокуснай адлегласці (f) сістэмы лінзаў вока:
1/f = 1/s + 1/s' —– Раўнанне 1
Блізкая адлегласць да аб'екта нармальнага вока складае 25 см, таму адлегласць да бліжэйшага аб'екта (s) роўная 25 см. Адлегласць паміж рагавіцай і вокам складае каля 2,5 см. Выява выглядае выразнай, калі прамень святла падае на сятчатку, таму адлегласць паміж рагавіцай і крышталікам лічыцца адлегласцю да выявы (s').
1/f = 1/s + 1/s'
1/f = 1/25 + 1/2,5 = 1/25 + 10/25 = 11/25
f = 25/11
f = 2,27 см
Розніца паміж адлегласцю выявы (s') і фокуснай адлегласцю (f) складае 2,5 см – 2,27 см = 0,23 см. Зыходзячы з вынікаў разліку вышэй, можна зрабіць выснову, што фокусная адлегласць (f) меншая за адлегласць выявы (s'). Фокусная кропка вока знаходзіцца на 0,23 см злева ад кропкі выявы або сятчаткі.
Крышталік вока збліжаецца, таму выява, якая ўтвараецца на сятчатцы, хоць і рэальная, але перавернутая. Нягледзячы на тое, што выява на сятчатцы перавернутая, нервы мозгу пераводзяць яе ў вертыкальнае становішча. Як гэта можна растлумачыць? 🙂
Прыклады пытанняў пра аптычныя прыборы для вачэй
1. ЭБТАНАС-СМП-01-15
Апісанне фарміравання выявы пры блізарукасці вачэй...
Абмеркаванне
Блізказоркасць або міопія — гэта аптычнае захворванне, пры якім вока не можа выразна бачыць прадметы, якія знаходзяцца на адлегласці.
Прычынай блізарукасці з'яўляецца больш выгнутая сістэма рагавіца-крышталік (гарызантальная частка вочнага яблыка занадта доўгая), з-за чаго фокусная адлегласць сістэмы рагавіца-крышталік памяншаецца, у выніку чаго светлавыя прамяні з аддаленай кропкі факусуюцца перад сятчаткай. Бясконцая колькасць светлавых прамянёў не факусуецца на сятчатцы, таму нервовыя клеткі ў сятчатцы не могуць пераўтвараць светлавыя хвалі ў электрычныя сігналы для перадачы ў мозг.
Правільны адказ — Б.
2. ЭБТАНАС-СМП-02-15
Утварэнне ценяў у людзей з блізарукасцю паказана на правільным малюнку...
Абмеркаванне
Блізказоркасць або міопія — гэта аптычнае захворванне, пры якім вока не можа выразна бачыць прадметы, якія знаходзяцца на адлегласці.
Прычынай блізарукасці з'яўляецца больш выгнутая сістэма рагавіца-крышталік (гарызантальная частка вочнага яблыка занадта доўгая), з-за чаго фокусная адлегласць сістэмы рагавіца-крышталік памяншаецца, у выніку чаго светлавыя прамяні з аддаленай кропкі факусуюцца перад сятчаткай. Бясконцая колькасць светлавых прамянёў не факусуецца на сятчатцы, таму нервовыя клеткі ў сятчатцы не могуць пераўтвараць светлавыя хвалі ў электрычныя сігналы для перадачы ў мозг.
Правільны адказ — С.
