Efni fyrir sjóntæki
Augan er sjóntæki sem er eðlislægt fyrir manninn. Það gerir þér kleift að lesa grein um eðlisfræði 😀 eða stara á andlit fallegs eða myndarlegs kærasta 🙂 Hvað ef augun þín virka ekki rétt? Þú veist örugglega svarið við þessari spurningu. Vertu því þakklát ef þú ert enn með heilbrigð augu og sérð greinilega. Blindur einstaklingur sér alls ekki og getur aðeins ímyndað sér ástand heimsins sem við búum í í dag.
Allir vonast til að hafa heilbrigð og vel starfandi augu. Hins vegar bregst veruleikinn stundum ekki við væntingum. Sumir eiga það til að upplifa augnvandamál sem koma í veg fyrir að þeir sjái skýrt. Framfarir í vísindum, sérstaklega eðlisfræði, hafa gert það mögulegt að búa til sjóntæki eins og gleraugu og snertilinsur.
Þessi grein fjallar um hvernig augað virkar og gerir mönnum kleift að sjá. Útskýringin á því hvernig augað virkar í þessari grein tengist efninu rúmfræðilegri ljósfræði , sem felur í sér ljósbrot, fókus og myndun mynda af hlutum með auganu. Ítarleg útskýring á auganu og hvernig það virkar í raun er utan umfangs þessarar greinar. Augntruflanir, hvernig gleraugu og snertilinsur virka, eru útskýrðar í síðari greinum.
Hlutar augans
Hornhimna atau augnhimna er hörð, gegnsæ himna sem þekur framhlið augans. Ljósgeislar sem koma inn í augað brotna meira af hornhimnunni.
Nemandi atau augnkúlur Sjáöldurinn er svarti hluti mannsaugans. Sjáöldurinn er svartur og gleypir því næstum allt ljós en endurkastar næstum engu til baka. Sjáöldurinn er opnunin sem ljós fer inn í augað. Því stærri sem sjáöldurinn er, því meira ljós fer inn í augað, og öfugt, því minni sem sjáöldurinn er, því minna ljós fer inn í augað.
Iris atau lithimna Lithimnan stýrir stærð sjáöldrunnar. Þegar umhverfið í kringum augað er mjög bjart þrengir lithimnan hana saman, og þegar umhverfið er dimmt stækkar lithimnan hana, sem hleypir meira ljósi inn í augað. Ef þú hefur einhvern tíma tekið eftir muninum á sjáöldrum kattar á daginn og á nóttunni, þá skilurðu auðveldlega hlutverk lithimnunnar.
Brárvöðvinn hefur það hlutverk að breyta sveigju augnlinsunnar. Breytingar á sveigju augnlinsunnar hafa áhrif á brennivídd augnlinsunnar. Ef augað sér hlut í mikilli fjarlægð slakar brárvöðvinn á þannig að sveigjugeisli augnlinsunnar eykst og brennivídd augnlinsunnar eykst. Ef augað sér hlut í nálægð dregst brárvöðvinn saman þannig að sveigjugeisli augnlinsunnar minnkar og brennivídd augnlinsunnar minnkar. Þannig er hlutverk brárvöðvans óbeint að stjórna brennivídd augnlinsunnar svo að augað geti fókusað mynd hlutarins vel. Breytingar á brennivídd augnlinsunnar kallast augnaðlögun.
Augnlinsa er samleitlinsa, einnig þekkt sem kúpt linsa eða jákvæð linsa . Þó að megnið af ljósinu sem fer inn í augað brotni í hornhimnu, þá brotnar linsan einnig og einbeitir sér að ljósgeislum þannig að mynd af hlut myndist nákvæmlega á sjónhimnunni. Myndin verður að myndast á sjónhimnunni til þess að hlutir sjáist greinilega. Sjónhimnan breytir ljósbylgjum í rafboð sem síðan berast um sjóntaugina til heilans.
Hámarks- og lágmarksgisting
Augnaðlögun er aðlögun brennivíddar (f) augnlinsunnar að fjarlægðinni frá hlutnum sem augað sér, þannig að hægt sé að beina mynd hlutarins að sjónhimnunni. Brennivídd augnlinsunnar er fjarlægðin milli linsunnar og brennipunkts linsunnar (F). Breytingar á sveigju linsunnar valda því að sveigjugeisli linsunnar breytist og því breytist brennivídd linsunnar, eins og sést á myndinni.
Ef augað sér hlut á fjarlægur punktur, slakar á (slakar á) bifhárvöðvanum sem veldur því að augasteinninn verður flatari þannig að bogadíus og brennivídd augasteinsins eykst. Fjarlægðarpunkturinn er fjærst sem augað getur fókusað, þar sem venjulegur fjarlægðarpunktur augans er óendanlegur. Þegar augað stillir brennivídd linsunnar til að einbeita sér að hlutum í fjarlægum punkti eða hlutum í óendanleika, þá lágmarksgisting.
Hins vegar, þegar augað horfir á hlut í návígi, spennist (samdráttur) bifhárvöðvinn sem veldur því að augnlinsan verður sveigðari þannig að sveigjugeisli og brennivídd linsunnar aukast. Fjarlægðin að hlutnum sem er næst auganu og augað getur enn einbeitt sér að kallast nálægur punkturMeðalmanneskja hefur nærpunkt upp á 25 cm. Þegar augað einbeitir sér að hlut í nálægð (25 cm) þá aðlagast augað að mestu leyti.
Myndun skugga hlutar
Mjög langt frá hlutnum
Ef fjarlægðin milli hlutarins er óendanleg, þá verður augnlinsan flat þannig að brennivídd linsunnar eykst, þar sem brennivíddin (f) verður að vera jöfn myndfjarlægðinni (s'). Myndfjarlægðin er fjarlægðin milli linsunnar og punktsins þar sem brotnu ljósgeislarnir í auganu skerast. Punkturinn þar sem ljósgeislarnir skerast fellur saman við sjónhimnuna. Því má álykta að þegar augað skoðar hlut í óendanlegri fjarlægð, þá verður sveigja augnlinsunnar flat þar til brennivídd linsunnar (f) er jöfn fjarlægðinni milli augnlinsunnar og sjónhimnunnar. Ljósgeislarnir verða að skerast við sjónhimnuna svo að ljósið geti verið breytt í rafboð af taugafrumum í sjónhimnunni og síðan sent til heilans með sjóntauginni.
Eftirfarandi er stærðfræðileg sönnun á því hvers vegna þegar fjarlægðin að hlutnum (s) er mjög fjarlæg eða ef gert er ráð fyrir að hluturinn sé óendanlega fjarlægur, þá hlýtur brennivídd linsunnar (f) að vera sú sama og myndfjarlægðin (s'). Sambandið milli brennivíddarinnar (f), fjarlægðarinnar að hlutnum (s) og myndfjarlægðarinnar (s') er tjáð með eftirfarandi jöfnu.
1/f = 1/s + 1/s' —– Jafna 1
Augnglerið er samleitnis, þess vegna er brennivíddin (f) jákvæð. Fjarlægðin að hlutnum (s) er óendanleg, því skal skipta út fjarlægðinni að hlutnum (s) í jöfnu 1 fyrir óendanleikatáknið.
1/f = 1/~ + 1/s'
1/f = 0 + 1/s'
1/f = 1/s'
s' = f —– Jafna 2
Jafna 2 sýnir að í samleitnis eða kúptri linsu, ef fjarlægðin að hlutnum er óendanleg, þá er brennivíddin (f) sú sama og fjarlægðin að myndinni (s').
Mjög nálægt fjarlægð milli hluta
Hvað ef hluturinn er nálægt auganu? Íhvolf linsa getur myndað bæði sýndar- og raunverulegar myndir. Raunveruleg mynd myndast með kúptri linsu þegar fjarlægðin (s) að hlutnum er meiri en brennivídd linsunnar (f). Þetta hefur verið rætt í efninu. mynd af kúptum linsum.
Áður hefur verið útskýrt að nálægasti hluturinn sem eðlilegt auga getur stillt fókus á réttan hátt er 25 cm. Þess vegna verður brennivíddin að vera minni en 25 cm. Hún getur heldur ekki verið 25 cm því ef svo væri, þá væri myndin óendanleg, sem er óraunhæft miðað við litla stærð sjáaldursins.
Útreikningur til að meta brennivídd (f) augnlinsukerfisins:
1/f = 1/s + 1/s' —– Jafna 1
Nálægðarpunktur eðlilegs auga er 25 cm, þess vegna er fjarlægðin milli næsta hlutar (s) 25 cm. Fjarlægðin milli hornhimnu og augans er um 2,5 cm. Myndin virðist skýr ef ljósgeislinn fellur á sjónhimnu, þannig að fjarlægðin milli hornhimnu og augasteins er talin myndfjarlægðin (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 cm
Mismunurinn á myndfjarlægðinni (s') og brennivíddinni (f) er 2,5 cm – 2,27 cm = 0,23 cm. Byggt á útreikningsniðurstöðunum hér að ofan má álykta að brennivíddin (f) sé minni en myndfjarlægðin (s'). Brennipunktur augans er 0,23 cm vinstra megin við myndpunktinn eða sjónhimnuna.
Augnlinsan er samleit, þannig að myndin sem myndast á sjónhimnunni, þótt hún sé raunveruleg, er öfug. Jafnvel þótt myndin á sjónhimnunni sé öfug, þá halda taugarnar í heilanum henni uppréttri. Hvernig er hægt að útskýra þetta? 🙂
Dæmi um spurningar um sjóntæki
1. EBTANAS-SMP-01-15
Lýsingin á myndmyndun í nærsýnum augngöllum er...
Umræða
Nærsýni eða nærsýni er sjóntruflanir þar sem augað getur ekki séð hluti í fjarlægð skýrt.
Orsök nærsýni er bogadregnara hornhimnu-linsukerfi (lárétti hluti augnkúlunnar er of langur) þannig að brennivídd hornhimnu-linsukerfisins minnkar og veldur því að ljósgeislar frá fjarlægum stöðum beina athyglinni að sjónhimnunni. Óendanlegir ljósgeislar beina sér ekki að sjónhimnunni þannig að taugafrumur í sjónhimnunni geta ekki breytt ljósbylgjunum í rafboð sem send eru til heilans.
Rétta svarið er B.
2. EBTANAS-SMP-02-15
Myndun skugga hjá fólki með nærsýni sést á réttri mynd...
Umræða
Nærsýni eða nærsýni er sjóntruflanir þar sem augað getur ekki séð hluti í fjarlægð skýrt.
Orsök nærsýni er bogadregnara hornhimnu-linsukerfi (lárétti hluti augnkúlunnar er of langur) þannig að brennivídd hornhimnu-linsukerfisins minnkar og veldur því að ljósgeislar frá fjarlægum stöðum beina athyglinni að sjónhimnunni. Óendanlegir ljósgeislar beina sér ekki að sjónhimnunni þannig að taugafrumur í sjónhimnunni geta ekki breytt ljósbylgjunum í rafboð sem send eru til heilans.
Rétta svarið er C.
