Materiał na przyrząd optyczny do oka
Mata Oczy to wrodzony organ optyczny człowieka. Pozwalają czytać artykuły z fizyki 😀 lub patrzeć w twarz pięknego lub przystojnego chłopaka 🙂 A co, jeśli twoje oczy nie działają prawidłowo? Z pewnością znasz odpowiedź na to pytanie. Ciesz się więc, jeśli masz zdrowe oczy i widzisz wyraźnie. Osoba niewidoma z pewnością nie widzi i może sobie jedynie wyobrażać, w jakim stanie jest dzisiejszy świat.
Zdrowe, dobrze funkcjonujące oczy to nadzieja każdego. Jednak rzeczywistość czasami rozmija się z oczekiwaniami. Niektórzy ludzie są skazani na dysfunkcję wzroku, uniemożliwiającą im wyraźne widzenie. Postępy nauki, a zwłaszcza fizyki, umożliwiły stworzenie pomocy wzrokowych, takich jak okulary i soczewki kontaktowe.
W tym artykule omówiono, jak działa oko, aby umożliwić ludziom widzenie. Wyjaśnienie działania oka w tym artykule jest związane z tematem. optyka geometryczna Obejmuje to refrakcję światła, ogniskowanie i tworzenie obrazów obiektów przez oko. Szczegółowe wyjaśnienie działania oka i jego funkcjonowania wykracza poza zakres tego artykułu. Dysfunkcja oka – jak działa? soczewki okularowe dan soczewki kontaktowe wyjaśnione w następnym artykule.
Części oka
Rogówka atau błona oka Rogówka to twarda, półprzezroczysta błona pokrywająca przednią część oka. Promienie światła wpadające do oka są w większym stopniu załamywane przez rogówkę.
Uczeń atau gałki oczne Źrenica to czarna część ludzkiego oka. Źrenica jest czarna, dlatego pochłania prawie całe światło i prawie go nie odbija. Źrenica to otwór, przez który światło wpada do oka. Im większa źrenica, tym więcej światła wpada do oka, i odwrotnie, im mniejsza źrenica, tym mniej światła wpada do oka.
Irys atau irys Tęczówka kontroluje rozmiar źrenicy. Gdy otoczenie wokół oka jest bardzo jasne, tęczówka zwęża źrenicę, a gdy jest ciemno, tęczówka rozszerza źrenicę, umożliwiając wnikanie do oka większej ilości światła. Jeśli kiedykolwiek obserwowałeś różnicę w źrenicach kota w dzień i w nocy, z łatwością zrozumiesz funkcję tęczówki.
Mięsień rzęskowy Funkcje zmiany krzywizny soczewki oka. Zmiany krzywizny soczewki oka wpływają na jej ogniskową. Jeśli oko obserwuje obiekt z bardzo dużej odległości, mięsień rzęskowy rozluźnia się, co powoduje zwiększenie promienia krzywizny soczewki i wydłużenie jej ogniskowej. Jeśli oko obserwuje obiekt z bliskiej odległości, mięsień rzęskowy kurczy się, co powoduje zmniejszenie promienia krzywizny soczewki i wydłużenie jej ogniskowej. Pośrednio funkcją mięśnia rzęskowego jest kontrolowanie ogniskowej soczewki oka, aby oko mogło prawidłowo skupić obraz obiektu. Zmiany ogniskowej soczewki oka nazywane są akomodacja oka.
Soczewka oka w tym soczewka skupiająca lub wypukła lub dodatniaChociaż załamanie światła wpadającego do oka zachodzi głównie w rogówce, soczewka również załamuje i skupia promienie świetlne, dzięki czemu obraz obiektu powstaje precyzyjnie na siatkówce. Obraz musi powstać na siatkówce, aby obiekty były wyraźnie widoczne. Siatkówka przekształca fale świetlne w sygnały elektryczne, które następnie są przesyłane nerwem wzrokowym do mózgu.
Maksymalne i minimalne zakwaterowanie
Akomodacja oka Ogniskowa (f) soczewki oka to dostosowanie odległości od obiektu widzianego przez oko, tak aby obraz obiektu mógł zostać skupiony na siatkówce. Ogniskowa soczewki oka to odległość między soczewką a jej ogniskiem (F). Zmiany krzywizny soczewki powodują zmianę promienia krzywizny soczewki, a tym samym zmianę ogniskowej soczewki, jak pokazano na rysunku.
Jeżeli oko obserwuje obiekt na najdalszy punktMięsień rzęskowy rozluźnia się (rozluźnia), powodując spłaszczenie soczewki oka, co powoduje zwiększenie promienia krzywizny i ogniskowej soczewki. Punkt daleki to najdalsza odległość, na jaką oko może skupić wzrok, podczas gdy normalny punkt daleki oka znajduje się w nieskończoności. Kiedy oko dostosowuje ogniskową soczewki, aby skupić wzrok na obiektach w punkcie dalekim lub w nieskończoności, oko… minimalne zakwaterowanie.
Z drugiej strony, gdy oko obserwuje obiekt z bliskiej odległości, mięsień rzęskowy napina się (kurczy), powodując, że soczewka oka staje się bardziej zakrzywiona, a tym samym zwiększa się promień krzywizny i ogniskowa soczewki. Odległość obiektu znajdującego się najbliżej oka, na którym oko nadal może skupić wzrok, nazywa się punkt bliskiPrzeciętny człowiek ma odległość bliży wynoszącą 25 cm. Gdy oko skupia się na obiekcie znajdującym się blisko (25 cm), akomodacja oka jest maksymalna.
Powstawanie cienia obiektu
Bardzo daleka odległość obiektu
Jeśli odległość obiektu jest nieskończona, soczewka oka staje się płaska, tak że ogniskowa soczewki wzrasta, gdzie ogniskowa (f) musi być równa odległości obrazu (s'). Odległość obrazu to odległość między soczewką a punktem, w którym załamane wiązki światła oka się przecinają. Punkt, w którym wiązki światła się przecinają, pokrywa się z siatkówką. Można więc wnioskować, że gdy oko obserwuje obiekt z nieskończonej odległości, krzywizna soczewki oka staje się płaska, aż ogniskowa soczewki (f) będzie równa odległości między soczewką oka a siatkówką. Wiązki światła muszą przecinać się na siatkówce, aby światło mogło zostać przekształcone w sygnały elektryczne przez komórki nerwowe w siatkówce, a następnie przekazane do mózgu przez nerw wzrokowy.
Poniżej przedstawiono matematyczny dowód, dlaczego, gdy odległość obiektu (s) jest bardzo duża lub gdy obiekt jest nieskończenie odległy, ogniskowa soczewki (f) musi być taka sama jak odległość obrazu (s'). Zależność między ogniskową (f), odległością obiektu (s) i odległością obrazu (s') wyraża poniższe równanie.
1/f = 1/s + 1/s' —– Równanie 1
Okular jest soczewką skupiającą, dlatego ogniskowa (f) jest dodatnia. Odległość obiektu (s) jest nieskończona, dlatego w równaniu 1 należy zastąpić odległość obiektu (s) symbolem nieskończoności.
1/f = 1/~ + 1/s'
1/f = 0 + 1/s'
1/f = 1/s'
s' = f —– Równanie 2
Z równania 2 wynika, że w soczewce skupiającej lub wypukłej, jeśli odległość od obiektu jest nieskończona, to ogniskowa (f) jest równa odległości obrazu (s').
Bardzo bliska odległość obiektu
A co, jeśli obiekt znajduje się blisko oka? Soczewka wklęsła może tworzyć zarówno obrazy pozorne, jak i rzeczywiste. Obraz rzeczywisty powstaje w soczewce wypukłej, gdy odległość od obiektu (s) jest większa niż ogniskowa soczewki (f). Zostało to omówione w tym temacie. obraz soczewki wypukłej.
Wcześniej wyjaśniono, że najbliższy obiekt, na którym normalne oko może prawidłowo skupić wzrok, znajduje się w odległości 25 cm. Zatem ogniskowa musi być mniejsza niż 25 cm. Nie może też wynosić 25 cm, ponieważ w takim przypadku obraz byłby w nieskończoności, co jest nielogiczne, biorąc pod uwagę mały rozmiar źrenicy.
Obliczenia pozwalające oszacować ogniskową (f) układu soczewek oka:
1/f = 1/s + 1/s' —– Równanie 1
Punkt bliży zdrowego oka wynosi 25 cm, zatem najbliższa odległość do obiektu (s) wynosi 25 cm. Odległość między rogówką a okiem wynosi około 2,5 cm. Obraz jest wyraźny, gdy wiązka światła pada na siatkówkę, więc odległość między rogówką a soczewką jest uważana za odległość obrazu (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
Różnica między odległością obrazu (s') a odległością ogniskową (f) wynosi 2,5 cm – 2,27 cm = 0,23 cm. Na podstawie powyższych wyników obliczeń można stwierdzić, że odległość ogniskowa (f) jest mniejsza niż odległość obrazu (s'). Ognisko oka znajduje się 0,23 cm na lewo od punktu obrazu, czyli siatkówki.
Soczewka oka jest zbieżna, więc obraz powstający na siatkówce, choć rzeczywisty, jest odwrócony. Mimo że obraz na siatkówce jest odwrócony, nerwy mózgowe ustawiają go pionowo. Jak to wytłumaczyć? 🙂
Przykładowe pytania dotyczące optycznych przyrządów okulistycznych
1. EBTANAS-SMP-01-15
Opis powstawania obrazu w przypadku wady wzroku polegającej na krótkowzroczności jest następujący...
Pembahasan
Dalekowzroczność lub krótkowzroczność jest to zaburzenie optyczne oka, w którym oko nie widzi wyraźnie przedmiotów znajdujących się w oddali.
Przyczyną krótkowzroczności jest zakrzywienie układu rogówka-soczewka (pozioma część gałki ocznej jest zbyt długa), co powoduje skrócenie ogniskowej układu rogówka-soczewka, co powoduje, że promienie świetlne z odległych punktów skupiają się przed siatkówką. Nieskończone promienie świetlne nie skupiają się na siatkówce, przez co komórki nerwowe w siatkówce nie mogą przekształcić fal świetlnych w sygnały elektryczne, które są przesyłane do mózgu.
Prawidłowa odpowiedź to B.
2. EBTANAS-SMP-02-15
Powstawanie cieni u osób krótkowzrocznych pokazano na prawidłowym zdjęciu...
Pembahasan
Dalekowzroczność lub krótkowzroczność jest to zaburzenie optyczne oka, w którym oko nie widzi wyraźnie przedmiotów znajdujących się w oddali.
Przyczyną krótkowzroczności jest zakrzywienie układu rogówka-soczewka (pozioma część gałki ocznej jest zbyt długa), co powoduje skrócenie ogniskowej układu rogówka-soczewka, co powoduje, że promienie świetlne z odległych punktów skupiają się przed siatkówką. Nieskończone promienie świetlne nie skupiają się na siatkówce, przez co komórki nerwowe w siatkówce nie mogą przekształcić fal świetlnych w sygnały elektryczne, które są przesyłane do mózgu.
Prawidłowa odpowiedź to C.
