Материјал за оптички инструменти за очи
Окото е оптички инструмент својствен на луѓето. Ви овозможува да прочитате статија за физика 😀 или да гледате во лицето на убаво или згодно момче 🙂 Што ако вашите очи не функционираат правилно? Сигурно го знаете одговорот на ова прашање. Затоа, бидете благодарни ако сè уште имате здрави очи и можете јасно да гледате. Слеп човек сигурно не може да гледа и може само да си ја замисли состојбата на светот во кој живееме денес.
Здравите, добро функционирачки очи се надеж на секого. Сепак, реалноста понекогаш не ги исполнува очекувањата. Некои луѓе се предодредени да доживеат дисфункција на очите, што им оневозможува јасно да гледаат. Напредокот во науката, особено физиката, овозможи создавање визуелни помагала како што се очила и контактни леќи.
Оваа статија испитува како функционира окото, овозможувајќи им на луѓето да гледаат. Објаснувањето за тоа како функционира окото во оваа статија се однесува на темата геометриска оптика , која вклучува прекршување на светлината, фокусирање и формирање слики од предмети од страна на окото. Деталното објаснување на окото и како всушност функционира е надвор од опсегот на оваа статија. Дисфункциите на очите, како функционираат очилата и контактните леќи , се објаснети во следните статии.
Делови од окото
Рожницата атау очна мембрана е тврда, проѕирна мембрана што го покрива предниот дел од окото. Светлосните зраци што влегуваат во окото се прекршуваат во поголема мера од страна на рожницата.
Ученик атау очни јаболка Зеницата е црниот дел од човечкото око. Зеницата е црна, затоа апсорбира речиси целата светлина и речиси ништо не рефлектира назад. Зеницата е отворот низ кој светлината поминува во окото. Колку е поголема зеницата, толку повеќе светлина влегува во окото, и обратно, колку е помала зеницата, толку помалку светлина влегува во окото.
Iris атау ирис Ирисот ја контролира големината на зеницата. Кога околината околу окото е многу светла, ирисот ја стеснува зеницата, а кога околината е темна, ирисот ја зголемува зеницата, дозволувајќи повеќе светлина да влезе во окото. Ако некогаш сте ја забележале разликата во зениците на мачката во текот на денот и ноќта, лесно ќе ја разберете функцијата на ирисот.
Цилијарниот мускул функционира за да ја промени закривеноста на очната леќа. Промените во закривеноста на очната леќа влијаат на фокусната должина на очната леќа. Ако окото набљудува објект од многу далеку, цилијарниот мускул ќе се опушти така што радиусот на закривеност на леќата се зголемува, а фокусната должина на леќата се зголемува. Ако окото набљудува објект од мала оддалеченост, цилијарниот мускул се контрахира така што радиусот на закривеност на леќата се намалува, а фокусната должина на леќата се намалува. Значи, индиректно, функцијата на цилијарниот мускул е да ја контролира фокусната должина на очната леќа, така што окото може добро да ја фокусира сликата на објектот. Промените во фокусната должина на очната леќа се нарекуваат акомодација на окото.
Леќата на окото е конвергентна леќа, позната и како конвексна леќа или позитивна леќа . Иако поголемиот дел од светлината што влегува во окото се прекршува во рожницата, леќата исто така ги прекршува и фокусира светлосните зраци, така што сликата на објектот се формира прецизно на мрежницата. Сликата мора да се формира на мрежницата за објектите да се гледаат јасно. Мрежницата ги претвора светлосните бранови во електрични сигнали кои потоа се пренесуваат преку оптичкиот нерв до мозокот.
Максимално и минимално сместување
Сместување на очите е прилагодување на фокусната должина (f) на очната леќа на растојанието од објектот што го гледа окото, така што сликата на објектот може да се фокусира на мрежницата. Фокусната должина на очната леќа е растојанието помеѓу леќата и фокусната точка на леќата (F). Промените во закривеноста на леќата предизвикуваат промена на радиусот на закривеност на леќата и затоа се менува фокусната должина на леќата, како што е прикажано на сликата.
Ако окото набљудува објект на далечна точка, цилијарниот мускул се опушта (опушта) предизвикувајќи леќата на окото да стане посплескана, така што радиусот на закривеност и фокусната должина на леќата се зголемуваат. Далечната точка е најоддалеченото растојание на кое окото може да фокусира, каде што нормалната далечна точка на окото е бесконечност. Кога окото ја прилагодува фокусната должина на леќата за да се фокусира на предмети во далечна точка или предмети во бесконечност, окото минимален сместувачки капацитет.
Од друга страна, кога окото набљудува објект од блиску, цилијарниот мускул се напнува (контрахира), предизвикувајќи очната леќа да стане позакривена, така што радиусот на закривеност и фокусната должина на леќата се зголемуваат. Растојанието на објектот најблиску до окото на кое окото сè уште може да се фокусира се нарекува блиска точкаПросечниот човек има блиска точка од 25 см. Кога окото се фокусира на објект во блиска точка (25 см), окото максимално се прилагодува.
Формирање на сенка од објект
Многу далеку растојание од објектот
Ако растојанието до објектот е бесконечно, леќата на окото станува рамна, така што фокусната должина на леќата се зголемува, при што фокусната должина (f) мора да биде еднаква на растојанието на сликата (s'). Растојанието до сликата е растојанието помеѓу леќата и точката каде што се сечат прекршените светлосни зраци на окото. Точката каде што се сечат светлосните зраци се совпаѓа со мрежницата. Значи, може да се заклучи дека кога окото набљудува објект на бесконечно растојание, закривеноста на леќата на окото станува рамна сè додека фокусната должина на леќата (f) не биде еднаква на растојанието помеѓу леќата на окото и мрежницата. Светлосните зраци мора да се сечат кај мрежницата, така што светлината може да се претвори во електрични сигнали од нервните клетки во мрежницата, а потоа да се пренесе до мозокот преку оптичкиот нерв.
Следново е математички доказ зошто кога растојанието до објектот (s) е многу далеку или ако се претпостави дека објектот е бесконечно далеку, фокусната должина на објективот (f) мора да биде иста како и растојанието до сликата (s'). Односот помеѓу фокусната должина (f), растојанието до објектот (s) и растојанието до сликата (s') се изразува преку следната равенка.
1/f = 1/s + 1/s' —– Равенка 1
Окуларот е конвергентна леќа, затоа фокусната должина (f) е позитивна. Растојанието до објектот (s) е бесконечно, затоа заменете го растојанието до објектот (s) во равенката 1 со симболот за бесконечност.
1/f = 1/~ + 1/s'
1/f = 0 + 1/s'
1/f = 1/s'
s' = f —– Равенка 2
Равенката 2 покажува дека кај конвергентна леќа или конвексна леќа, ако растојанието до објектот е бесконечно, тогаш фокусната должина (f) е иста како и растојанието до сликата (s').
Многу блиска оддалеченост од објектот
Што ако предметот е блиску до окото? Конкавната леќа може да формира и виртуелни и реални слики. Вистинска слика се создава од конвексна леќа кога растојанието до предметот (s) е поголемо од фокусната должина на леќата (f). Ова е дискутирано во темата слика од конвексна леќа.
Претходно беше објаснето дека најблискиот објект што нормално око може правилно да го фокусира е 25 см. Затоа, фокусната должина мора да биде помала од 25 см. Исто така, не може да биде 25 см бидејќи ако беше така, сликата би била во бесконечност, што е неразумно со оглед на малата големина на зеницата.
Пресметка за проценка на фокусната должина (f) на системот на леќи за очи:
1/f = 1/s + 1/s' —– Равенка 1
Блиската точка на нормално око е 25 см, затоа најблискиот објект е оддалечен (s) 25 см. Растојанието помеѓу рожницата и окото е околу 2,5 см. Сликата изгледа јасна ако светлосниот зрак паѓа на мрежницата, па затоа растојанието помеѓу рожницата и леќата се смета за растојание на сликата (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
Разликата помеѓу растојанието на сликата (s') и фокусното растојание (f) е 2,5 cm – 2,27 cm = 0,23 cm. Врз основа на резултатите од пресметката погоре, може да се заклучи дека фокусното растојание (f) е помало од растојанието на сликата (s'). Фокалната точка на окото е 0,23 cm лево од точката на сликата или мрежницата.
Леќата на окото е конвергентна, па сликата формирана на мрежницата, иако реална, е инвертирана. Иако сликата на мрежницата е инвертирана, нервите на мозокот ја исправаат. Како може да се објасни ова? 🙂
Пример прашања за оптички очни инструменти
1. ЕБТАНАС-СМП-01-15
Описот на формирањето на слика кај миопични дефекти на окото е...
Дискусија
Кратковидноста или миопија е оптичко нарушување на окото при кое окото не може јасно да ги види предметите на далечина.
Причината за кратковидост е позакривениот систем рожница-леќа (хоризонталниот дел од очното јаболко е предолг), така што фокусната должина на системот рожница-леќа е намалена, предизвикувајќи светлосните зраци од далечна точка да се фокусираат пред мрежницата. Бесконечните светлосни зраци не се фокусираат на мрежницата, така што нервните клетки во мрежницата не можат да ги претворат светлосните бранови во електрични сигнали што ќе се пренесат до мозокот.
Точниот одговор е Б.
2. ЕБТАНАС-СМП-02-15
Формирањето на сенки кај луѓе со миопија е прикажано на точната слика...
Дискусија
Кратковидноста или миопија е оптичко нарушување на окото при кое окото не може јасно да ги види предметите на далечина.
Причината за кратковидост е позакривениот систем рожница-леќа (хоризонталниот дел од очното јаболко е предолг), така што фокусната должина на системот рожница-леќа е намалена, предизвикувајќи светлосните зраци од далечна точка да се фокусираат пред мрежницата. Бесконечните светлосни зраци не се фокусираат на мрежницата, така што нервните клетки во мрежницата не можат да ги претворат светлосните бранови во електрични сигнали што ќе се пренесат до мозокот.
Точниот одговор е Ц.
