Оптик нүдний багажны материал
Нүд бол хүнд төрөлхийн байдаг оптик хэрэгсэл юм. Энэ нь танд физикийн өгүүлэл унших 😀 эсвэл үзэсгэлэнтэй эсвэл царайлаг найз залуугийнхаа царайг ширтэх боломжийг олгодог 🙂 Хэрэв таны нүд зөв ажиллахгүй байвал яах вэ? Та энэ асуултын хариултыг гарцаагүй мэдэж байгаа. Тиймээс, хэрэв та эрүүл нүдтэй хэвээр байгаа бөгөөд тод харж чадаж байгаа бол талархаарай. Хараагүй хүн мэдээж харж чадахгүй бөгөөд зөвхөн өнөөдрийн бидний амьдарч буй дэлхийн байдлыг л төсөөлж чадна.
Эрүүл, сайн ажилладаг нүдтэй байх нь хүн бүрийн найдвар юм. Гэсэн хэдий ч бодит байдал заримдаа хүлээлтээс доогуур байдаг. Зарим хүмүүс нүдний үйл ажиллагааны алдагдалд орж, тодорхой харах чадваргүй болох тавилантай байдаг. Шинжлэх ухаан, ялангуяа физикийн дэвшил нь нүдний шил, контакт линз зэрэг харааны хэрэгслийг бий болгох боломжийг олгосон.
Энэ нийтлэлд нүд хэрхэн ажилладаг, хүнийг харах боломжийг олгодог болохыг авч үзэх болно. Энэ нийтлэлд нүд хэрхэн ажилладаг талаарх тайлбар нь гэрлийн хугарал, фокуслах, нүдээр объектын дүрс үүсэх зэрэг геометрийн оптикийн сэдэвтэй холбоотой юм. Нүдний талаарх дэлгэрэнгүй тайлбар болон түүний хэрхэн ажилладаг талаар энэ нийтлэлийн хүрээнээс гадуур байна. Нүдний үйл ажиллагааны алдагдал, нүдний шил , контакт линз хэрхэн ажилладаг талаар дараагийн нийтлэлүүдэд тайлбарлах болно.
Нүдний хэсгүүд
Эвэрлэг бүрхүүл эсвэл нүдний мембран нь нүдний урд хэсгийг бүрхсэн хатуу, тунгалаг мембран юм. Нүдэнд орж буй гэрлийн туяа нь эвэрлэг бүрхэвчээр илүү их хугардаг.
Сурагч эсвэл нүдний алим Хүүхэн хараа нь хүний нүдний хар хэсэг юм. Хүүхэн хараа нь хар өнгөтэй тул бараг бүх гэрлийг шингээж, бараг юу ч буцааж ойлгуулдаггүй. Хүүхэн хараа нь гэрэл нүд рүү нэвтэрдэг нүх юм. Хүүхэн хараа том байх тусам нүдэнд илүү их гэрэл орж, харин эсрэгээрээ хүүхэн хараа бага байх тусам нүдэнд бага гэрэл орж ирдэг.
Iris эсвэл цахилдаг Солонгон бүрхэвч нь хүүхэн харааны хэмжээг хянадаг. Нүдний эргэн тойрон дахь орчин маш тод байх үед солонгон бүрхэвч нь хүүхэн харааг нарийсгадаг бөгөөд орчин бүрхэг байх үед солонгон бүрхэвч нь хүүхэн харааг томруулж, нүдэнд илүү их гэрэл орох боломжийг олгодог. Хэрэв та муурны хүүхэн харааны өдрийн болон шөнийн ялгааг ажиглаж байсан бол солонгон бүрхэвчийн үүргийг амархан ойлгох болно.
Нүдний сорвины булчин нь нүдний линзний муруйлтыг өөрчлөх үүрэгтэй. Нүдний линзний муруйлтын өөрчлөлт нь нүдний линзний фокусын уртад нөлөөлдөг. Хэрэв нүд маш хол зайд байгаа объектыг ажиглавал сорвины булчин суларч, линзний муруйлтын радиус нэмэгдэж, линзний фокусын урт нэмэгдэнэ. Хэрэв нүд ойр зайд байгаа объектыг ажиглавал сорвины булчин агшиж, линзний муруйлтын радиус буурч, линзний фокусын урт буурна. Тиймээс шууд бусаар сорвины булчингийн үүрэг нь нүдний линзний фокусын уртыг хянах бөгөөд ингэснээр нүд объектын дүрсийг сайн төвлөрүүлж чадна. Нүдний линзний фокусын уртын өөрчлөлтийг нүдний аккомодация гэж нэрлэдэг.
Нүдний линз нь гүдгэр линз буюу эерэг линз гэгддэг нэгтгэх линз юм . Нүдэнд орж буй гэрлийн ихэнх хэсэг нь эвэрлэг бүрхэвчинд хугардаг ч линз нь мөн гэрлийн туяаг хугалж, төвлөрүүлдэг тул объектын дүрс торлог бүрхэвч дээр яг тохирч үүсдэг. Объектууд тодорхой харагдахын тулд дүрс торлог бүрхэвч дээр үүсэх ёстой. Торлог бүрхэвч нь гэрлийн долгионыг цахилгаан дохио болгон хувиргаж, дараа нь харааны мэдрэлээр дамжин тархинд дамждаг.
Хамгийн их ба хамгийн бага байр
Нүдний байрлал гэдэг нь нүдний линзний фокусын уртыг (f) нүдэнд харагдаж буй объектын зайд тохируулах явдал бөгөөд ингэснээр объектын дүрс торлог бүрхэвч дээр төвлөрөх боломжтой болно. Нүдний линзний фокусын урт нь линз болон линзний фокусын цэгийн (F) хоорондох зай юм. Линзний муруйлтын өөрчлөлт нь линзний муруйлтын радиус өөрчлөгдөхөд хүргэдэг бөгөөд ингэснээр зураг дээр үзүүлсэн шиг линзний фокусын урт өөрчлөгддөг.
Хэрэв нүд нь объектыг ажиглавал алс холын цэг, сормуусны булчин суларч (сулрахад) нүдний линз хавтгай болж, линзний муруйлтын радиус болон фокусын урт нэмэгддэг. Алсын цэг гэдэг нь нүдний фокуслах боломжтой хамгийн алсын зай бөгөөд нүдний хэвийн алсын цэг нь хязгааргүй байдаг. Нүд нь алсын цэгт байгаа эсвэл хязгааргүй байгаа объектууд дээр фокуслахын тулд линзний фокусын уртыг тохируулах үед нүд хамгийн бага байр.
Нөгөөтэйгүүр, нүд ойрын зайнаас объектыг ажиглахад сормуусны булчин чангарч (агшиж) нүдний линз илүү муруйж, улмаар линзний муруйлтын радиус болон фокусын урт нэмэгддэг. Нүдэнд хамгийн ойр байрлах, нүдэнд анхаарлаа төвлөрүүлж чадах объектын зайг ... гэж нэрлэдэг. ойролцоо цэгХүний дундаж урт 25 см орчим байдаг. Нүд ойрын цэг (25 см)-д байгаа объект дээр фокуслахад нүд хамгийн их хэмжээгээр дасан зохицдог.
Объектын сүүдрийг бүрдүүлэх нь
Маш хол объектын зай
Хэрэв объектын зай хязгааргүй бол нүдний линз хавтгай болж, линзний фокусын урт нэмэгдэх бөгөөд фокусын урт (f) нь зургийн зайтай (s') тэнцүү байх ёстой. Зургийн зай гэдэг нь линз болон нүдний хугарсан гэрлийн туяа огтлолцсон цэгийн хоорондох зай юм. Гэрлийн туяа огтлолцсон цэг нь торлог бүрхэвчтэй давхцдаг. Тиймээс нүд хязгааргүй зайд объектыг ажиглахад нүдний линзний муруйлт нь линзний фокусын урт (f) нь нүдний линз болон торлог бүрхэвчийн хоорондох зайтай тэнцэх хүртэл хавтгай болдог гэж дүгнэж болно. Гэрлийн туяа нь торлог бүрхэвчинд огтлолцох ёстой бөгөөд ингэснээр гэрэл нь торлог бүрхэвчийн мэдрэлийн эсүүдээр цахилгаан дохио болж хувирч, дараа нь харааны мэдрэлээр тархинд дамждаг.
Объектын зай(ууд) маш хол байх эсвэл объект хязгааргүй хол гэж үзвэл линзний фокусын урт (f) нь дүрсний зай(s')-тай тэнцүү байх ёстойг дараах математикийн нотолгоо харуулж байна. Фокусын урт (f), объектын зай(s) ба дүрсний зай(s')-ын хоорондын хамаарлыг дараах тэгшитгэлээр илэрхийлнэ.
1/f = 1/s + 1/s' —– Тэгшитгэл 1
Дуран нь нийлдэг линз тул фокусын урт (f) нь эерэг байна. Объектын зай(ууд) хязгааргүй тул 1-р тэгшитгэл дэх объектын зай(ууд)-ыг хязгааргүйн тэмдэгээр солино уу.
1/f = 1/~ + 1/с'
1/f = 0 + 1/с'
1/f = 1/с'
s' = f —– Тэгшитгэл 2
2-р тэгшитгэл нь нийлдэг линз эсвэл гүдгэр линзэд хэрэв объектын зай хязгааргүй бол фокусын урт (f) нь дүрсний зай (s')-тай тэнцүү болохыг харуулж байна.
Маш ойрхон объектын зай
Хэрэв объект нүдэнд ойрхон байвал яах вэ? Хонхор линз нь виртуал болон бодит дүрсийг хоёуланг нь үүсгэж чаддаг. Объектын зай (s) нь линзний фокусын уртаас (f) их байх үед гүдгэр линзээр бодит дүрсийг үүсгэдэг. Энэ талаар сэдвээр хэлэлцсэн болно гүдгэр линзний зураг.
Өмнө нь хэвийн нүд зөв фокуслаж чадах хамгийн ойрын объект нь 25 см гэж тайлбарласан байсан. Тиймээс фокусын урт нь 25 см-ээс бага байх ёстой. Хэрэв тийм байсан бол дүрс хязгааргүй байх байсан тул 25 см байж болохгүй бөгөөд энэ нь хүүхэн харааны жижиг хэмжээг харгалзан үзвэл үндэслэлгүй юм.
Нүдний линзний системийн фокусын уртыг (f) тооцоолох тооцоолол:
1/f = 1/s + 1/s' —– Тэгшитгэл 1
Хэвийн нүдний ойрын цэг нь 25 см байдаг тул объектын хамгийн ойрын зай (ууд) нь 25 см байдаг. Эвэрлэг бүрхэвч болон нүдний хоорондох зай нь ойролцоогоор 2,5 см байдаг. Хэрэв гэрлийн туяа торлог бүрхэвч дээр тусвал зураг тод харагддаг тул эвэрлэг бүрхэвч болон линзний хоорондох зайг зургийн зай (ууд) гэж үзнэ.
1/f = 1/с + 1/с'
1/f = 1/ 25 + 1/ 2,5 = 1/25 + 10/25 = 11/25
f = 25/11
f = 2,27 см
Зургийн зай (s') ба фокусын зай (f)-ийн зөрүү нь 2,5 см – 2,27 см = 0,23 см байна. Дээрх тооцооллын үр дүнд үндэслэн фокусын зай (f) нь зургийн зайнаас (s') бага байна гэж дүгнэж болно. Нүдний фокусын цэг нь зургийн цэг буюу торлог бүрхэвчээс зүүн тийш 0,23 см зайд байрладаг.
Нүдний линз нь нийлдэг тул торлог бүрхэвч дээр үүссэн дүрс нь бодит боловч урвуу байдаг. Торлог бүрхэвч дээрх дүрс урвуу байсан ч тархины мэдрэл нь үүнийг босоо болгодог. Үүнийг хэрхэн тайлбарлах вэ? 🙂
Нүдний оптик хэрэгслийн талаархи жишээ асуултууд
1. ЭБТАНАС-СМП-01-15
Миопик нүдний гажигийн үед дүрс үүсэх тодорхойлолт нь...
Хэлэлцүүлэг
Миопи буюу ойрын хараа муудах нь нүдний харааны эмгэг бөгөөд нүд нь алсад байгаа зүйлсийг тодорхой харж чадахгүй болдог.
Ойрын хараа муудах шалтгаан нь эвэрлэг бүрхүүлийн линзний систем илүү муруй байдаг (нүдний алимны хэвтээ хэсэг хэт урт) бөгөөд үүний улмаас эвэрлэг бүрхүүлийн линзний системийн фокусын урт багасч, алслагдсан цэгүүдээс гэрлийн туяа торлог бүрхэвчийн урд төвлөрдөг. Хязгааргүй гэрлийн туяа торлог бүрхэвч дээр төвлөрдөггүй тул торлог бүрхэвчийн мэдрэлийн эсүүд гэрлийн долгионыг тархинд дамжуулах цахилгаан дохио болгон хувиргаж чадахгүй.
Зөв хариулт нь Б.
2. ЭБТАНАС-СМП-02-15
Миопи өвчтэй хүмүүст сүүдэр үүсэхийг зөв зурагт харуулав...
Хэлэлцүүлэг
Миопи буюу ойрын хараа муудах нь нүдний харааны эмгэг бөгөөд нүд нь алсад байгаа зүйлсийг тодорхой харж чадахгүй болдог.
Ойрын хараа муудах шалтгаан нь эвэрлэг бүрхүүлийн линзний систем илүү муруй байдаг (нүдний алимны хэвтээ хэсэг хэт урт) бөгөөд үүний улмаас эвэрлэг бүрхүүлийн линзний системийн фокусын урт багасч, алслагдсан цэгүүдээс гэрлийн туяа торлог бүрхэвчийн урд төвлөрдөг. Хязгааргүй гэрлийн туяа торлог бүрхэвч дээр төвлөрдөггүй тул торлог бүрхэвчийн мэдрэлийн эсүүд гэрлийн долгионыг тархинд дамжуулах цахилгаан дохио болгон хувиргаж чадахгүй.
Зөв хариулт нь C.
