۲ نمونه سوالات مربوط به ابزارهای چشمی
۱. شخصی که دارد چشمهای طبیعی مشاهده یک جسم در نقطهای دور، جایی که نقطه دور یک چشم طبیعی بینهایت است. فاصله کانونی عدسی چشم برابر با فاصله بین قرنیه و شبکیه، یعنی ۲.۵ سانتیمتر است، (الف) فاصله تصویر، (ب) توان عدسی را تعیین میکند.
پمباهاسان
سیستم قرنیه-عدسی چشم وظیفه شکست و متمرکز کردن پرتوهای نوری ورودی به چشم را بر عهده دارد. اگر فقط از قرنیه نام برده شود، فرض کنید که فقط قرنیه پرتوهای نور را میشکند. قرنیه مانند یک عدسی محدب یا عدسی محدب عمل میکند. عدسی همگرا که پرتو نور را به سمت یک نقطه متمرکز میکند.
شناخته شده است :
فاصله کانونی (f) چشم = فاصله بین قرنیه و شبکیه = 2,5+ سانتیمتر (مثبت است زیرا عدسی محدب است).
فاصله جسم (s) = بینهایت
پرسیده شد : فاصله تصویر (s')
جواب :
(الف) فاصله سایه
۱/f = ۱/s + ۱/s'
شرح: f = فاصله کانونی، s = فاصله جسم، s' = فاصله تصویر
۱/s' = ۱/f – ۱/s = ۱ / ۲.۵ – ۱ / ~ = ۱ / ۲.۵ – ۰
۱/ثانیه = ۱ / ۲.۵
s' = 2,5 سانتیمتر = 0,025 متر
اگر فاصله جسم (s) نامتناهی باشد، فاصله تصویر (s') = فاصله کانونی (f).
(ب) توان یا قدرت لنز (P)
P = 1/f = 1/0,025 متر = 40 دیوپتر
۲. شخصی با چشمان طبیعی، جسمی را در نقطهای نزدیک مشاهده میکند، که در آن نقطه نزدیک چشم طبیعی ۲۵ سانتیمتر است. فاصله تصویر همان فاصله بین قرنیه و شبکیه، یعنی ۲.۵ سانتیمتر است. (الف) فاصله کانونی، (ب) توان عدسی را تعیین کنید.
پمباهاسان
شناخته شده است :
فاصله جسم (ثانیه) = 25 سانتیمتر
فاصله تصویر (s') = 2,5 سانتیمتر (برای اینکه جسم به وضوح دیده شود، تصویر باید روی شبکیه باشد. با بحث سوال شماره 1 مقایسه کنید)
جواب :
(الف) فاصله کانونی (f)
۱/f = ۱/s + ۱/s'
۱/f = ۱/۲۵ + ۱/۲.۵ = ۱/۲۵ + ۱۰/۲۵ = ۱۱/۲۵
f = 2,27 سانتیمتر = 0,0227 متر
فاصله کانونی مثبت است زیرا عدسی محدب یا همگرا است. فاصله تصویر بیشتر است در حالی که فاصله کانونی کمتر است. تفاوت بین فاصله تصویر و فاصله کانونی = فاصله بین نقطه کانونی و نقطه تصویر = 2,5 سانتی متر – 2,27 سانتی متر = 0,23 سانتی متر.
(ب) توان لنز (P)
P = 1/f = 1/0,0227 = 44 دیوپتر
نتیجهگیری:
با توجه به بحثهای مطرحشده در پرسشهای ۱ و ۲، میتوان نتیجه گرفت که:
– تفاوت فاصله کانونی وقتی چشم جسمی را در بینهایت (نقطه دور) و در فاصله ۲۵ سانتیمتر (نقطه نزدیک) مشاهده میکند، ۲.۵ سانتیمتر است – ۲.۲۷ سانتیمتر = ۰.۲۳ سانتیمتر = ۰.۰۰۲۳ متر.
– تفاوت در قدرت عدسی، یا به عبارت دیگر، توان عدسی چشم هنگام مشاهده یک جسم در فاصله بینهایت (نقطه دور) و در فاصله ۲۵ سانتیمتر (نقطه نزدیک) برابر است با ۴۴ دیوپتر – ۴۰ دیوپتر = ۴ دیوپتر.
سوالات مربوط به ابزارهای نوری
۱. فردی با چشمان طبیعی، جسمی را در فاصله ۵۰ متری از چشم خود میبیند. اگر فاصله بین قرنیه و شبکیه ۲.۵ سانتیمتر باشد، (الف) فاصله کانونی سیستم عدسی چشم، (ب) توان سیستم عدسی چشم را تعیین کنید.
کلید پاسخ:
الف = ۲.۴۹۹ سانتیمتر
ب = ۴۰.۰۱۶ دیوپتر
۲. فردی با چشمان طبیعی نگاه خود را از جسمی در فاصله ۱۰۰ متری به جسمی در فاصله ۱ متری تغییر میدهد. فاصله بین قرنیه و شبکیه ۲.۵ سانتیمتر است. (الف) تغییر فاصله کانونی سیستم عدسی چشم، (ب) تغییر توان سیستم عدسی چشم را محاسبه کنید.
کلید پاسخ:
الف = ۲.۴۹۹ سانتیمتر
ب = ۴۰.۰۱۶ دیوپتر
