ఆప్టికల్ కంటి పరికర పదార్థం
కన్ను అనేది మానవులలో అంతర్లీనంగా ఉండే ఒక దృష్టి సాధనం. దానివల్ల మీరు ఒక భౌతిక శాస్త్ర వ్యాసాన్ని చదవగలరు 😀 లేదా ఒక అందమైన ప్రియుడి ముఖాన్ని చూడగలరు 🙂 ఒకవేళ మీ కళ్ళు సరిగ్గా పనిచేయకపోతే? ఈ ప్రశ్నకు సమాధానం మీకు ఖచ్చితంగా తెలుసు. కాబట్టి, మీకు ఇంకా ఆరోగ్యకరమైన కళ్ళు ఉండి, స్పష్టంగా చూడగలుగుతున్నందుకు కృతజ్ఞతతో ఉండండి. అంధుడైన వ్యక్తి ఖచ్చితంగా చూడలేడు మరియు మనం ఈ రోజు జీవిస్తున్న ప్రపంచపు స్థితిని కేవలం ఊహించుకోగలడు.
ఆరోగ్యకరమైన, చక్కగా పనిచేసే కళ్ళు ఉండాలని ప్రతిఒక్కరూ ఆశిస్తారు. అయితే, కొన్నిసార్లు వాస్తవం అంచనాలకు భిన్నంగా ఉంటుంది. కొంతమంది స్పష్టంగా చూడలేకపోయే కంటి సమస్యలను ఎదుర్కోవలసి వస్తుంది. విజ్ఞానశాస్త్రంలో, ముఖ్యంగా భౌతికశాస్త్రంలో వచ్చిన పురోగతి వల్ల, కళ్లద్దాలు మరియు కాంటాక్ట్ లెన్స్ల వంటి దృష్టి సహాయక సాధనాలను తయారు చేయడం సాధ్యమైంది.
ఈ వ్యాసం, మానవులు చూడటానికి వీలు కల్పించే కన్ను ఎలా పనిచేస్తుందో పరిశీలిస్తుంది. ఈ వ్యాసంలో కన్ను ఎలా పనిచేస్తుందనే వివరణ, కాంతి వక్రీభవనం, దృష్టి కేంద్రీకరణ, మరియు కంటి ద్వారా వస్తువుల ప్రతిబింబాల ఏర్పాటు వంటి అంశాలను కలిగి ఉన్న జ్యామితీయ కాంతిశాస్త్రం (geometric optics) అనే విషయానికి సంబంధించినది . కన్ను మరియు అది వాస్తవంగా ఎలా పనిచేస్తుందనే దాని గురించిన సవివరమైన వివరణ ఈ వ్యాసం పరిధికి మించినది. కంటి లోపాలు, కళ్లద్దాలు మరియు కాంటాక్ట్ లెన్స్లు ఎలా పనిచేస్తాయనే విషయాలు తదుపరి వ్యాసాలలో వివరించబడతాయి.
కంటి భాగాలు
కార్నియా లేదా కంటి పొర కార్నియా అనేది కంటి ముందు భాగాన్ని కప్పి ఉంచే ఒక గట్టి, పారదర్శక పొర. కంటిలోకి ప్రవేశించే కాంతి కిరణాలు కార్నియా ద్వారా అధిక స్థాయిలో వక్రీభవనం చెందుతాయి.
విద్యార్థి లేదా కనుగుడ్లు మానవ కంటిలోని నల్లని భాగాన్ని కనుపాప అంటారు. కనుపాప నల్లగా ఉండటం వల్ల, అది దాదాపుగా కాంతి మొత్తాన్ని గ్రహించి, తిరిగి ఏమాత్రం పరావర్తనం చెందించదు. కాంతి కంటిలోకి ప్రవేశించే మార్గమే కనుపాప. కనుపాప ఎంత పెద్దగా ఉంటే, అంత ఎక్కువ కాంతి కంటిలోకి ప్రవేశిస్తుంది, దీనికి విరుద్ధంగా, కనుపాప ఎంత చిన్నగా ఉంటే, అంత తక్కువ కాంతి కంటిలోకి ప్రవేశిస్తుంది.
ఐరిస్ లేదా ఐరిస్ ఐరిస్ కనుపాప పరిమాణాన్ని నియంత్రిస్తుంది. కంటి చుట్టూ ఉన్న వాతావరణం చాలా ప్రకాశవంతంగా ఉన్నప్పుడు, ఐరిస్ కనుపాపను సంకోచింపజేస్తుంది, మరియు వాతావరణం మసకగా ఉన్నప్పుడు, ఐరిస్ కనుపాపను విస్తరింపజేసి, ఎక్కువ కాంతి కంటిలోకి ప్రవేశించడానికి అనుమతిస్తుంది. పగలు మరియు రాత్రి వేళల్లో పిల్లి కనుపాపలలోని తేడాను మీరు ఎప్పుడైనా గమనించి ఉంటే, ఐరిస్ యొక్క పనితీరును మీరు సులభంగా అర్థం చేసుకోగలరు.
సిలియరీ కండరం కంటి కటకం యొక్క వక్రతను మార్చే పనిని చేస్తుంది. కంటి కటకం యొక్క వక్రతలో మార్పులు దాని నాభ్యంతరాన్ని ప్రభావితం చేస్తాయి. కన్ను చాలా దూరంలో ఉన్న వస్తువును గమనించినప్పుడు, సిలియరీ కండరం సడలిపోతుంది, దీనివల్ల కటకం యొక్క వక్రతా వ్యాసార్థం పెరిగి, నాభ్యంతరం కూడా పెరుగుతుంది. కన్ను దగ్గరి దూరంలో ఉన్న వస్తువును గమనించినప్పుడు, సిలియరీ కండరం సంకోచిస్తుంది, దీనివల్ల కటకం యొక్క వక్రతా వ్యాసార్థం తగ్గి, నాభ్యంతరం కూడా తగ్గుతుంది. కాబట్టి పరోక్షంగా, కంటి కటకం యొక్క నాభ్యంతరాన్ని నియంత్రించడం సిలియరీ కండరం యొక్క పని, దీనివల్ల కన్ను వస్తువు యొక్క ప్రతిబింబాన్ని స్పష్టంగా కేంద్రీకరించగలదు. కంటి కటకం యొక్క నాభ్యంతరంలో జరిగే మార్పులను కంటి అనుకూలనం (ఐ అకామడేషన్) అంటారు.
కంటిలోని కటకం ఒక అభిసరణ కటకం, దీనిని కుంభాకార కటకం లేదా ధనాత్మక కటకం అని కూడా అంటారు . కంటిలోకి ప్రవేశించే కాంతిలో అధిక భాగం కార్నియాలో వక్రీభవనం చెందినప్పటికీ, వస్తువు యొక్క ప్రతిబింబం రెటీనాపై కచ్చితంగా ఏర్పడేలా కటకం కాంతి కిరణాలను వక్రీభవనం చెందించి కేంద్రీకరిస్తుంది. వస్తువులను స్పష్టంగా చూడాలంటే ప్రతిబింబం రెటీనాపై తప్పనిసరిగా ఏర్పడాలి. రెటీనా కాంతి తరంగాలను విద్యుత్ సంకేతాలుగా మారుస్తుంది, ఆ తర్వాత అవి దృష్టి నాడి ద్వారా మెదడుకు ప్రసారం చేయబడతాయి.
గరిష్ట మరియు కనిష్ట వసతి
కంటి సర్దుబాటు కంటి లెన్స్ యొక్క ఫోకల్ పొడవు (f)ను, కంటికి కనిపించే వస్తువు యొక్క దూరానికి అనుగుణంగా సర్దుబాటు చేయడమే ఫోకల్ పొడవు. దీనివల్ల వస్తువు యొక్క ప్రతిబింబం రెటీనాపై కేంద్రీకరించబడుతుంది. కంటి లెన్స్ యొక్క ఫోకల్ పొడవు అంటే, లెన్స్కు మరియు దాని నాభీ బిందువుకు (F) మధ్య ఉన్న దూరం. చిత్రంలో చూపిన విధంగా, లెన్స్ యొక్క వక్రతలో మార్పుల వల్ల దాని వక్రతా వ్యాసార్థం మారుతుంది, అందువల్ల లెన్స్ యొక్క ఫోకల్ పొడవు కూడా మారుతుంది.
కన్ను ఒక వస్తువును గమనిస్తే సుదూర బిందువుసిలియరీ కండరం సడలడం వలన కంటి కటకం చదునుగా మారుతుంది, తద్వారా కటకం యొక్క వక్రతా వ్యాసార్థం మరియు నాభ్యంతరం పెరుగుతాయి. సుదూర బిందువు అనేది కన్ను దృష్టి కేంద్రీకరించగల అత్యంత దూరపు ప్రదేశం, కంటి యొక్క సాధారణ సుదూర బిందువు అనంతం. సుదూర బిందువు వద్ద ఉన్న వస్తువులపై లేదా అనంతం వద్ద ఉన్న వస్తువులపై దృష్టి కేంద్రీకరించడానికి కన్ను కటకం యొక్క నాభ్యంతరాన్ని సర్దుబాటు చేసినప్పుడు, కనీస వసతి.
మరోవైపు, కన్ను ఒక వస్తువును దగ్గరగా గమనించినప్పుడు, సిలియరీ కండరం బిగుసుకుని (సంకోచించడం) కంటి కటకం మరింత వంగిపోతుంది, దీనివల్ల కటకం యొక్క వక్రతా వ్యాసార్థం మరియు నాభ్యంతరం పెరుగుతాయి. కంటికి అత్యంత సమీపంలో ఉండి, కన్ను దృష్టి కేంద్రీకరించగలిగే వస్తువు యొక్క దూరాన్ని అంటారు. సమీప బిందువుసగటు మానవుని సమీప బిందువు 25 సెం.మీ. ఉంటుంది. కన్ను సమీప బిందువు (25 సెం.మీ.) వద్ద ఉన్న వస్తువుపై దృష్టి కేంద్రీకరించినప్పుడు, కన్ను గరిష్టంగా సర్దుబాటు చేసుకుంటుంది.
వస్తువు నీడ ఏర్పడటం
చాలా దూరంలో ఉన్న వస్తువు దూరం
వస్తు దూరం అనంతంగా ఉన్నప్పుడు, కంటి కటకం సమతలంగా మారుతుంది, తద్వారా కటకం యొక్క నాభ్యంతరం పెరుగుతుంది, ఇక్కడ నాభ్యంతరం (f) తప్పనిసరిగా ప్రతిబింబ దూరానికి (s') సమానంగా ఉండాలి. ప్రతిబింబ దూరం అంటే కటకానికి మరియు కంటి యొక్క వక్రీభవన కాంతి కిరణాలు ఖండించుకునే బిందువుకు మధ్య ఉన్న దూరం. కాంతి కిరణాలు ఖండించుకునే బిందువు రెటీనాతో ఏకీభవిస్తుంది. కాబట్టి, కన్ను అనంత దూరంలో ఉన్న వస్తువును గమనించినప్పుడు, కటకం యొక్క నాభ్యంతరం (f) కంటి కటకానికి మరియు రెటీనాకు మధ్య ఉన్న దూరానికి సమానమయ్యే వరకు కంటి కటకం యొక్క వక్రత సమతలంగా మారుతుందని నిర్ధారించవచ్చు. కాంతి కిరణాలు రెటీనా వద్ద ఖండించుకోవాలి, తద్వారా రెటీనాలోని నాడీ కణాల ద్వారా కాంతి విద్యుత్ సంకేతాలుగా మార్చబడి, ఆపై దృష్టి నాడి ద్వారా మెదడుకు ప్రసారం చేయబడుతుంది.
వస్తు దూరం (s) చాలా దూరంలో ఉన్నప్పుడు లేదా వస్తువు అనంత దూరంలో ఉందని భావించినప్పుడు, కటకం యొక్క నాభ్యంతరం (f) ప్రతిబింబ దూరం (s') కు ఎందుకు సమానంగా ఉండాలో ఈ క్రిందిది గణిత రుజువును అందిస్తుంది. నాభ్యంతరం (f), వస్తు దూరం (s) మరియు ప్రతిబింబ దూరం (s') ల మధ్య సంబంధం ఈ క్రింది సమీకరణం ద్వారా వ్యక్తీకరించబడింది.
1/f = 1/s + 1/s' —– సమీకరణం 1
కంటిపీస్ ఒక అభిసరణ కటకం, కాబట్టి నాభ్యంతరం (f) ధనాత్మకంగా ఉంటుంది. వస్తు దూరం (s) అనంతం, కాబట్టి సమీకరణం 1లోని వస్తు దూరం (s)ను అనంతం గుర్తుతో భర్తీ చేయండి.
1/f = 1/~ + 1/s'
1/f = 0 + 1/s'
1/f = 1/s'
s' = f —– సమీకరణం 2
సమీకరణం 2 ప్రకారం, ఒక అభిసరణ కటకంలో లేదా కుంభాకార కటకంలో, వస్తు దూరం అనంతమైతే, నాభ్యంతరం (f) మరియు ప్రతిబింబ దూరం (s') సమానంగా ఉంటాయి.
చాలా దగ్గరి వస్తువు దూరం
వస్తువు కంటికి దగ్గరగా ఉంటే ఏమి జరుగుతుంది? పుటాకార కటకం మిథ్యా మరియు నిజ ప్రతిబింబాలు రెండింటినీ ఏర్పరచగలదు. వస్తు దూరం (s) కటకం యొక్క నాభ్యంతరం (f) కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు కుంభాకార కటకం ద్వారా నిజ ప్రతిబింబం ఏర్పడుతుంది. ఈ విషయం టాపిక్లో చర్చించబడింది. కుంభాకార కటకం ప్రతిబింబం.
సాధారణ కన్ను సరిగ్గా దృష్టి కేంద్రీకరించగల అతి దగ్గరి వస్తువు 25 సెం.మీ. అని ఇంతకుముందు వివరించబడింది. అందువల్ల, నాభ్యంతరం 25 సెం.మీ. కంటే తక్కువగా ఉండాలి. అది 25 సెం.మీ. కూడా ఉండదు, ఎందుకంటే ఒకవేళ అలా ఉంటే, ప్రతిబింబం అనంత దూరంలో ఉంటుంది, ఇది కనుపాప యొక్క చిన్న పరిమాణాన్ని బట్టి చూస్తే అసమంజసం.
కంటి కటక వ్యవస్థ యొక్క నాభ్యంతరాన్ని (f) అంచనా వేయడానికి గణన:
1/f = 1/s + 1/s' —– సమీకరణం 1
సాధారణ కంటి సమీప బిందువు 25 సెం.మీ., కాబట్టి సమీప వస్తు దూరం (s) 25 సెం.మీ. ఉంటుంది. కార్నియా మరియు కంటి మధ్య దూరం సుమారు 2,5 సెం.మీ. ఉంటుంది. కాంతి పుంజం రెటీనాపై పడినప్పుడు ప్రతిబింబం స్పష్టంగా కనిపిస్తుంది, కాబట్టి కార్నియా మరియు కటకం మధ్య దూరాన్ని ప్రతిబింబ దూరం (s')గా పరిగణిస్తారు.
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 సెం.మీ.
ప్రతిబింబ దూరం (s') మరియు నాభీ దూరం (f) మధ్య వ్యత్యాసం 2,5 సెం.మీ – 2,27 సెం.మీ = 0,23 సెం.మీ. పై గణన ఫలితాల ఆధారంగా, నాభీ దూరం (f) ప్రతిబింబ దూరం (s') కంటే చిన్నదిగా ఉందని నిర్ధారించవచ్చు. కంటి నాభీ బిందువు ప్రతిబింబ బిందువు లేదా రెటీనాకు ఎడమ వైపున 0,23 సెం.మీ దూరంలో ఉంటుంది.
కంటి కటకం అభిసరణ స్వభావం కలిగి ఉంటుంది, కాబట్టి రెటీనాపై ఏర్పడే ప్రతిబింబం నిజమైనదే అయినప్పటికీ, అది తలక్రిందులుగా ఉంటుంది. రెటీనాపై ప్రతిబింబం తలక్రిందులుగా ఉన్నప్పటికీ, మెదడులోని నరాలు దానిని నిటారుగా చూపిస్తాయి. దీనిని ఎలా వివరించవచ్చు? 🙂
ఆప్టికల్ కంటి పరికరాల గురించిన ఉదాహరణ ప్రశ్నలు
1. EBTANAS-SMP-01-15
మయోపిక్ కంటి లోపాలలో ప్రతిబింబం ఏర్పడటం యొక్క వివరణ...
చర్చ
సమీప దృష్టి లేదా మయోపియా అనేది కంటికి సంబంధించిన ఒక దృష్టి లోపం, దీనిలో కన్ను దూరంగా ఉన్న వస్తువులను స్పష్టంగా చూడలేదు.
సమీప దృష్టికి కారణం, కంటి కార్నియా-కటక వ్యవస్థ మరింత వంపుగా ఉండటం (కనుగుడ్డు యొక్క క్షితిజ సమాంతర భాగం చాలా పొడవుగా ఉండటం). దీనివల్ల కార్నియా-కటక వ్యవస్థ యొక్క నాభ్యంతరం తగ్గి, దూరపు బిందువుల నుండి వచ్చే కాంతి కిరణాలు రెటీనాకు ముందు భాగంలో కేంద్రీకృతమవుతాయి. అనంతమైన కాంతి కిరణాలు రెటీనాపై కేంద్రీకృతం కాకపోవడం వల్ల, రెటీనాలోని నాడీ కణాలు కాంతి తరంగాలను మెదడుకు ప్రసారం చేయాల్సిన విద్యుత్ సంకేతాలుగా మార్చలేవు.
సరైన సమాధానం బి.
2. EBTANAS-SMP-02-15
మయోపియా ఉన్న వ్యక్తులలో నీడలు ఏర్పడటాన్ని కుడి చిత్రంలో చూపించారు...
చర్చ
సమీప దృష్టి లేదా మయోపియా అనేది కంటికి సంబంధించిన ఒక దృష్టి లోపం, దీనిలో కన్ను దూరంగా ఉన్న వస్తువులను స్పష్టంగా చూడలేదు.
సమీప దృష్టికి కారణం, కంటి కార్నియా-కటక వ్యవస్థ మరింత వంపుగా ఉండటం (కనుగుడ్డు యొక్క క్షితిజ సమాంతర భాగం చాలా పొడవుగా ఉండటం). దీనివల్ల కార్నియా-కటక వ్యవస్థ యొక్క నాభ్యంతరం తగ్గి, దూరపు బిందువుల నుండి వచ్చే కాంతి కిరణాలు రెటీనాకు ముందు భాగంలో కేంద్రీకృతమవుతాయి. అనంతమైన కాంతి కిరణాలు రెటీనాపై కేంద్రీకృతం కాకపోవడం వల్ల, రెటీనాలోని నాడీ కణాలు కాంతి తరంగాలను మెదడుకు ప్రసారం చేయాల్సిన విద్యుత్ సంకేతాలుగా మార్చలేవు.
సరైన సమాధానం C.
