Optik göz aleti malzemesi
Göz, insan vücudunda doğuştan bulunan optik bir araçtır. Fizik makalesi okumanıza 😀 veya güzel ya da yakışıklı bir erkek arkadaşınızın yüzüne bakmanıza 🙂 olanak tanır. Peki ya gözleriniz düzgün çalışmıyorsa? Bu sorunun cevabını elbette biliyorsunuzdur. Bu yüzden, hala sağlıklı gözleriniz varsa ve net bir şekilde görebiliyorsanız şükredin. Kör bir insan kesinlikle göremez ve ancak bugün yaşadığımız dünyanın durumunu hayal edebilir.
Sağlıklı ve düzgün çalışan gözlere sahip olmak herkesin hayalidir. Ancak gerçeklik bazen beklentilerin altında kalır. Bazı insanlar göz fonksiyon bozukluğu yaşamak ve net görememekle karşı karşıyadır. Bilimdeki, özellikle fizikteki gelişmeler, gözlük ve kontakt lens gibi görme yardımcılarının geliştirilmesini mümkün kılmıştır.
Bu makale, insanların görmesini sağlayan gözün nasıl çalıştığını incelemektedir. Makalede gözün nasıl çalıştığına dair açıklamalar, ışığın kırılması, odaklanması ve göz tarafından nesnelerin görüntülerinin oluşturulmasını içeren geometrik optik konusuyla ilgilidir. Gözün ve nasıl çalıştığının ayrıntılı bir açıklaması bu makalenin kapsamı dışındadır. Göz rahatsızlıkları, gözlük ve kontakt lenslerin nasıl çalıştığı sonraki makalelerde açıklanacaktır.
Gözün Bölümleri
Kornea veya göz zarı Kornea, gözün önünü kaplayan sert, saydam bir zardır. Göze giren ışık ışınları kornea tarafından daha fazla oranda kırılır.
Öğrenci veya gözbebekleri Gözbebeği, insan gözünün siyah kısmıdır. Gözbebeği siyah olduğu için neredeyse tüm ışığı emer ve neredeyse hiçbirini geri yansıtmaz. Gözbebeği, ışığın göze girdiği açıklıktır. Gözbebeği ne kadar büyükse, göze o kadar çok ışık girer ve bunun tersine, gözbebeği ne kadar küçükse, göze o kadar az ışık girer.
İris veya iris İris, göz bebeğinin boyutunu kontrol eder. Gözün etrafındaki ortam çok parlak olduğunda iris göz bebeğini küçültür, ortam loş olduğunda ise iris göz bebeğini büyüterek göze daha fazla ışık girmesini sağlar. Bir kedinin göz bebeklerindeki gündüz ve gece farkını gözlemlediyseniz, irisin işlevini kolayca anlayacaksınız.
Kirpik kası, göz merceğinin eğriliğini değiştirmekle görevlidir. Göz merceğinin eğriliğindeki değişiklikler, göz merceğinin odak uzunluğunu etkiler. Göz çok uzak bir mesafedeki bir nesneyi gözlemlediğinde, kirpik kası gevşer, böylece merceğin eğrilik yarıçapı artar ve odak uzunluğu da artar. Göz yakın mesafedeki bir nesneyi gözlemlediğinde, kirpik kası kasılır, böylece merceğin eğrilik yarıçapı azalır ve odak uzunluğu da azalır. Dolayısıyla dolaylı olarak kirpik kasının işlevi, gözün nesnenin görüntüsünü iyi bir şekilde odaklayabilmesi için göz merceğinin odak uzunluğunu kontrol etmektir. Göz merceğinin odak uzunluğundaki değişikliklere göz uyumu (akomodasyon) denir.
Göz merceği , yakınsak mercek, dışbükey mercek veya pozitif mercek olarak da bilinen bir mercektir . Göze giren ışığın çoğu korneada kırılsa da, mercek aynı zamanda ışık ışınlarını kırar ve odaklayarak bir cismin görüntüsünün retinada tam olarak oluşmasını sağlar. Nesnelerin net bir şekilde görülebilmesi için görüntünün retinada oluşması gerekir. Retina, ışık dalgalarını elektriksel sinyallere dönüştürür ve bu sinyaller daha sonra optik sinir yoluyla beyne iletilir.
Maksimum ve Minimum Konaklama
Göz uyumu Göz merceğinin odak uzaklığının (f), gözün gördüğü cismin mesafesine göre ayarlanmasıdır; böylece cismin görüntüsü retinaya odaklanabilir. Göz merceğinin odak uzaklığı, mercek ile merceğin odak noktası (F) arasındaki mesafedir. Merceğin eğriliğindeki değişiklikler, merceğin eğrilik yarıçapının değişmesine ve dolayısıyla merceğin odak uzaklığının değişmesine neden olur, resimde gösterildiği gibi.
Göz bir nesneyi gözlemliyorsa uzak noktaKirpik kası gevşer ve bu da göz merceğinin daha düz hale gelmesine, dolayısıyla merceğin eğrilik yarıçapının ve odak uzaklığının artmasına neden olur. Uzak nokta, gözün odaklanabileceği en uzak mesafedir; gözün normal uzak noktası ise sonsuzdur. Göz, uzak bir noktadaki veya sonsuzdaki nesnelere odaklanmak için merceğin odak uzaklığını ayarladığında, göz minimum konaklama.
Öte yandan, göz yakın mesafedeki bir nesneyi gözlemlediğinde, siliyer kas gerilir (kasılır), bu da göz merceğinin daha kavisli hale gelmesine ve böylece merceğin eğrilik yarıçapının ve odak uzaklığının artmasına neden olur. Gözün hala odaklanabileceği, göze en yakın nesnenin uzaklığına ise odak uzaklığı denir. yakın noktaOrtalama bir insanın yakın görme mesafesi 25 cm'dir. Göz, yakın mesafedeki (25 cm) bir nesneye odaklandığında, maksimum düzeyde uyum sağlar.
Bir Nesnenin Gölgesinin Oluşumu
Çok Uzak Nesne Mesafesi
Nesnenin uzaklığı sonsuz olduğunda, göz merceği düzleşir ve böylece merceğin odak uzaklığı artar; burada odak uzaklığı (f), görüntü uzaklığına (s') eşit olmalıdır. Görüntü uzaklığı, mercek ile gözün kırılan ışık ışınlarının kesiştiği nokta arasındaki mesafedir. Işık ışınlarının kesiştiği nokta retinaya denk gelir. Dolayısıyla, göz sonsuz mesafedeki bir nesneyi gözlemlediğinde, göz merceğinin eğriliği, merceğin odak uzaklığı (f), göz merceği ile retina arasındaki mesafeye eşit olana kadar düzleşir. Işık ışınları retinada kesişmelidir ki, retinadaki sinir hücreleri tarafından elektriksel sinyallere dönüştürülebilsin ve daha sonra optik sinir yoluyla beyne iletilebilsin.
Aşağıda, nesne mesafesi (s) çok uzak olduğunda veya nesnenin sonsuz uzaklıkta olduğu varsayıldığında, merceğin odak uzunluğunun (f) görüntü mesafesi (s') ile aynı olması gerektiğinin matematiksel bir ispatı verilmiştir. Odak uzunluğu (f), nesne mesafesi (s) ve görüntü mesafesi (s') arasındaki ilişki aşağıdaki denklemle ifade edilir.
1/f = 1/s + 1/s' —– Denklem 1
Göz merceği yakınsak bir mercektir, bu nedenle odak uzaklığı (f) pozitiftir. Nesne mesafesi (s) sonsuzdur, bu nedenle denklem 1'deki nesne mesafesini (s) sonsuzluk sembolüyle değiştirin.
1/f = 1/~ + 1/s'
1/f = 0 + 1/s'
1/f = 1/s'
s' = f —– Denklem 2
Denklem 2, yakınsak veya dışbükey bir mercekte, nesne mesafesi sonsuz ise odak uzunluğunun (f) görüntü mesafesi (s') ile aynı olduğunu göstermektedir.
Çok Yakın Nesne Mesafesi
Peki ya cisim göze yakınsa? İçbükey bir mercek hem sanal hem de gerçek görüntüler oluşturabilir. Dışbükey bir mercek, cisim mesafesi (s) merceğin odak uzunluğundan (f) büyük olduğunda gerçek bir görüntü üretir. Bu konu daha önce ele alınmıştır. dışbükey mercek görüntüsü.
Daha önce de açıklandığı gibi, normal bir gözün düzgün bir şekilde odaklanabileceği en yakın nesne 25 cm'dir. Bu nedenle, odak uzaklığı 25 cm'den az olmalıdır. Ancak 25 cm de olamaz, çünkü eğer öyle olsaydı, görüntü sonsuzda olurdu ki bu da göz bebeğinin küçük boyutu göz önüne alındığında mantıksızdır.
Göz merceği sisteminin odak uzunluğunu (f) tahmin etmek için hesaplama:
1/f = 1/s + 1/s' —– Denklem 1
Normal bir gözün yakın noktası 25 cm'dir, bu nedenle en yakın nesne mesafesi (s) 25 cm'dir. Kornea ile göz arasındaki mesafe yaklaşık 2,5 cm'dir. Işık demeti retinaya düşerse görüntü net görünür, bu nedenle kornea ile mercek arasındaki mesafe görüntü mesafesi (s') olarak kabul edilir.
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
Görüntü mesafesi (s') ile odak mesafesi (f) arasındaki fark 2,5 cm – 2,27 cm = 0,23 cm'dir. Yukarıdaki hesaplama sonuçlarına dayanarak, odak mesafesinin (f) görüntü mesafesinden (s') daha küçük olduğu sonucuna varılabilir. Gözün odak noktası, görüntü noktasının veya retinanın 0,23 cm solundadır.
Göz merceği yakınsaktır, bu nedenle retinada oluşan görüntü gerçek olsa da terstir. Retinadaki görüntü ters olsa bile, beynin sinirleri onu düzeltir. Bu nasıl açıklanabilir? 🙂
Optik göz aletleriyle ilgili örnek sorular
1. EBTANAS-SMP-01-15
Miyopik göz kusurlarında görüntü oluşumunun açıklaması şöyledir...
Pembahasan
Miyopi veya uzağı görememe , gözün uzaktaki nesneleri net bir şekilde görememesi durumudur.
Miyopinin nedeni, kornea-mercek sisteminin daha kavisli olmasıdır (göz küresinin yatay kısmı çok uzundur), bu nedenle kornea-mercek sisteminin odak uzaklığı azalır ve uzak noktalardan gelen ışık ışınları retinanın önünde odaklanır. Sonsuz sayıda ışık ışını retinaya odaklanmadığı için retinadaki sinir hücreleri ışık dalgalarını beyne iletilecek elektriksel sinyallere dönüştüremez.
Doğru cevap B şıkkıdır.
2. EBTANAS-SMP-02-15
Miyoplu kişilerde gölge oluşumu sağdaki resimde gösterilmiştir...
Pembahasan
Miyopi veya uzağı görememe , gözün uzaktaki nesneleri net bir şekilde görememesi durumudur.
Miyopinin nedeni, kornea-mercek sisteminin daha kavisli olmasıdır (göz küresinin yatay kısmı çok uzundur), bu nedenle kornea-mercek sisteminin odak uzaklığı azalır ve uzak noktalardan gelen ışık ışınları retinanın önünde odaklanır. Sonsuz sayıda ışık ışını retinaya odaklanmadığı için retinadaki sinir hücreleri ışık dalgalarını beyne iletilecek elektriksel sinyallere dönüştüremez.
Doğru cevap C şıkkıdır.
