Materiaal voor optische ooginstrumenten
Mata Ogen zijn een optisch orgaan dat inherent is aan de mens. Met je ogen kun je natuurkundige artikelen lezen 😀 of naar het gezicht van een mooie of knappe vriend kijken 🙂 Wat als je ogen niet goed functioneren? Je kent het antwoord op die vraag vast wel. Wees dus dankbaar als je nog gezonde ogen hebt en helder kunt zien. Een blind persoon kan immers niets zien en kan zich alleen maar een voorstelling maken van de wereld waarin we vandaag de dag leven.
Gezonde, goed functionerende ogen is ieders wens. De realiteit voldoet echter soms niet aan de verwachtingen. Sommige mensen zijn voorbestemd om oogproblemen te ervaren, waardoor ze niet scherp kunnen zien. Dankzij wetenschappelijke vooruitgang, met name in de natuurkunde, is het mogelijk geworden om hulpmiddelen voor het zicht te ontwikkelen, zoals brillen en contactlenzen.
Dit artikel beschrijft hoe het oog werkt zodat mensen kunnen zien. De uitleg over de werking van het oog in dit artikel is gerelateerd aan het onderwerp. geometrische optica Dit omvat lichtbreking, scherpstelling en de beeldvorming van objecten door het oog. Een zeer gedetailleerde uitleg over het oog en hoe het werkt, valt buiten het bestek van dit artikel. Oogfunctiestoornissen en hoe ze werken. brillenglazen Dan lenscontact Dit wordt in het volgende artikel uitgelegd.
Onderdelen van het oog
kornea atau oogmembraan Het hoornvlies is een hard, doorschijnend membraan dat de voorkant van het oog bedekt. ​​Lichtstralen die het oog binnenkomen, worden in grotere mate gebroken door het hoornvlies.
Leerling atau oogballen De pupil is het zwarte gedeelte van het menselijk oog. Omdat de pupil zwart is, absorbeert hij bijna al het licht en reflecteert hij er bijna niets van terug. De pupil is de opening waardoor licht het oog binnenkomt. Hoe groter de pupil, hoe meer licht er in het oog komt, en omgekeerd: hoe kleiner de pupil, hoe minder licht er in het oog komt.
Iris atau iris De iris regelt de grootte van de pupil. Wanneer de omgeving rond het oog erg licht is, vernauwt de iris de pupil, en wanneer de omgeving donker is, vergroot de iris de pupil, waardoor er meer licht het oog binnenkomt. Als je ooit het verschil in pupilgrootte van een kat overdag en 's nachts hebt gezien, begrijp je de functie van de iris meteen.
Ciliaire spier De functie van de ciliaire spier is het veranderen van de kromming van de ooglens. Veranderingen in de kromming van de ooglens beïnvloeden de brandpuntsafstand van de ooglens. Als het oog een object op grote afstand waarneemt, ontspant de ciliaire spier zich, waardoor de kromtestraal van de lens toeneemt en de brandpuntsafstand van de lens groter wordt. Als het oog een object van dichtbij waarneemt, trekt de ciliaire spier zich samen, waardoor de kromtestraal van de lens afneemt en de brandpuntsafstand van de lens kleiner wordt. Indirect is de functie van de ciliaire spier dus het regelen van de brandpuntsafstand van de ooglens, zodat het oog het beeld van het object correct kan scherpstellen. Veranderingen in de brandpuntsafstand van de ooglens worden ook wel brandpuntsafstand genoemd. oogaccommodatie.
Ooglens inbegrepen convergente lens of bolle lens of positieve lensHoewel de breking van licht dat het oog binnenkomt voornamelijk in het hoornvlies plaatsvindt, breekt en focust de lens ook lichtstralen, zodat het beeld van een object zich precies op het netvlies vormt. Het beeld op het netvlies is noodzakelijk om objecten scherp te kunnen zien. Het netvlies zet lichtgolven om in elektrische signalen die vervolgens via de oogzenuw naar de hersenen worden gestuurd.
Maximale en minimale accommodatie
Oogaccommodatie De aanpassing van de brandpuntsafstand (f) van de ooglens aan de afstand van het object dat door het oog wordt gezien, zodat het beeld van het object op het netvlies kan worden gefocust. De brandpuntsafstand van de ooglens is de afstand tussen de lens en het brandpunt van de lens (F). Veranderingen in de kromming van de lens zorgen ervoor dat de kromtestraal van de lens verandert en daarmee ook de brandpuntsafstand van de lens, zoals in de afbeelding te zien is.
Als het oog een object waarneemt op ver puntDe ciliaire spier ontspant zich, waardoor de ooglens platter wordt en de kromtestraal en brandpuntsafstand van de lens toenemen. Het vertepunt is de verste afstand waarop het oog kan scherpstellen, waarbij het normale vertepunt van het oog oneindig is. Wanneer het oog de brandpuntsafstand van de lens aanpast om scherp te stellen op objecten op een ver punt of objecten op oneindig, minimale accommodatie.
Aan de andere kant, wanneer het oog een object van dichtbij waarneemt, spant de ciliaire spier zich aan (trekt samen), waardoor de ooglens meer gebogen wordt en de kromtestraal en de brandpuntsafstand van de lens toenemen. De afstand van het object dat zich het dichtst bij het oog bevindt en waarop het oog nog scherp kan stellen, wordt de dichtstbijzijnde afstand genoemd. nabij puntDe gemiddelde mens heeft een nabijheidspunt van 25 cm. Wanneer het oog scherpstelt op een object op korte afstand (25 cm), accommodeert het oog maximaal.
Vorming van de schaduw van een object
Afstand van zeer ver object
Als de objectafstand oneindig is, wordt de ooglens vlak, waardoor de brandpuntsafstand van de lens toeneemt. De brandpuntsafstand (f) moet gelijk zijn aan de beeldafstand (s'). De beeldafstand is de afstand tussen de lens en het punt waar de gebroken lichtstralen van het oog elkaar kruisen. Dit punt valt samen met het netvlies. Hieruit kan worden geconcludeerd dat wanneer het oog een object op oneindige afstand waarneemt, de kromming van de ooglens vlak wordt totdat de brandpuntsafstand van de lens (f) gelijk is aan de afstand tussen de ooglens en het netvlies. De lichtstralen moeten elkaar kruisen op het netvlies, zodat het licht door de zenuwcellen in het netvlies kan worden omgezet in elektrische signalen en vervolgens via de oogzenuw naar de hersenen kan worden gestuurd.
Hieronder volgt een wiskundig bewijs waarom, wanneer de objectafstand (s) zeer groot is of wanneer wordt aangenomen dat het object oneindig ver weg is, de brandpuntsafstand van de lens (f) gelijk moet zijn aan de beeldafstand (s'). De relatie tussen de brandpuntsafstand (f), de objectafstand (s) en de beeldafstand (s') wordt uitgedrukt door de volgende vergelijking.
1/f = 1/s + 1/s' —– Vergelijking 1
Het oculair is een convergerende lens, daarom is de brandpuntsafstand (f) positief. De objectafstand (s) is oneindig, dus vervang de objectafstand (s) in vergelijking 1 door het oneindigheidssymbool.
1/f = 1/~ + 1/s'
1/f = 0 + 1/s'
1/f = 1/s'
s' = f —– Vergelijking 2
Vergelijking 2 laat zien dat bij een convergerende lens of bolle lens, als de objectafstand oneindig is, de brandpuntsafstand (f) gelijk is aan de beeldafstand (s').
Zeer korte objectafstand
Wat als het object zich dicht bij het oog bevindt? Een concave lens kan zowel virtuele als reële beelden vormen. Een convexe lens produceert een reëel beeld wanneer de objectafstand (s) groter is dan de brandpuntsafstand (f) van de lens. Dit is besproken in het betreffende onderwerp. bolle lens afbeelding.
Eerder werd uitgelegd dat het dichtstbijzijnde object waarop een normaal oog goed kan scherpstellen 25 cm is. De brandpuntsafstand moet daarom kleiner zijn dan 25 cm. Het kan ook niet 25 cm zijn, want in dat geval zou het beeld zich in het oneindige bevinden, wat onredelijk is gezien de kleine pupilgrootte.
Berekening om de brandpuntsafstand (f) van het ooglenssysteem te schatten:
1/f = 1/s + 1/s' —– Vergelijking 1
Het nabijheidspunt van een normaal oog is 25 cm, daarom is de dichtstbijzijnde objectafstand (s) 25 cm. De afstand tussen het hoornvlies en het oog is ongeveer 2,5 cm. Het beeld is scherp als de lichtstraal op het netvlies valt, dus de afstand tussen het hoornvlies en de lens wordt beschouwd als de beeldafstand (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
Het verschil tussen de beeldafstand (s') en de brandpuntsafstand (f) is 2,5 cm – 2,27 cm = 0,23 cm. Op basis van de bovenstaande berekening kan worden geconcludeerd dat de brandpuntsafstand (f) kleiner is dan de beeldafstand (s'). Het brandpunt van het oog bevindt zich 0,23 cm links van het beeldpunt of het netvlies.
De lens van het oog is convergent, waardoor het beeld dat op het netvlies wordt gevormd, hoewel reëel, omgekeerd is. Ondanks dat het beeld op het netvlies omgekeerd is, zorgen de zenuwen in de hersenen ervoor dat het weer rechtop komt te staan. Hoe kan dit verklaard worden? 🙂
Voorbeelden van vragen over optische ooginstrumenten
1. EBANTAS-SMP-01-15
De beschrijving van beeldvorming bij myope oogafwijkingen is...
Discussie
Verziendheid of bijziendheid Het is een optische stoornis van het oog waarbij het oog objecten op afstand niet scherp kan zien.
Bijziendheid wordt veroorzaakt door een te sterk gebogen hoornvlies-lenssysteem (het horizontale deel van de oogbol is te lang), waardoor de brandpuntsafstand van het hoornvlies-lenssysteem kleiner wordt. Hierdoor worden lichtstralen van verre punten vóór het netvlies gefocust. Doordat oneindig veel lichtstralen niet op het netvlies worden gefocust, kunnen de zenuwcellen in het netvlies de lichtgolven niet omzetten in elektrische signalen die naar de hersenen worden gestuurd.
Het juiste antwoord is B.
2. EBANAS-SMP-02-15
De vorming van schaduwen bij mensen met bijziendheid wordt weergegeven in de juiste afbeelding...
Discussie
Verziendheid of bijziendheid Het is een optische stoornis van het oog waarbij het oog objecten op afstand niet scherp kan zien.
Bijziendheid wordt veroorzaakt door een te sterk gebogen hoornvlies-lenssysteem (het horizontale deel van de oogbol is te lang), waardoor de brandpuntsafstand van het hoornvlies-lenssysteem kleiner wordt. Hierdoor worden lichtstralen van verre punten vóór het netvlies gefocust. Doordat oneindig veel lichtstralen niet op het netvlies worden gefocust, kunnen de zenuwcellen in het netvlies de lichtgolven niet omzetten in elektrische signalen die naar de hersenen worden gestuurd.
Het juiste antwoord is C.
