光學眼科儀器材料
眼睛是人類與生俱來的光學器官。它讓你能夠閱讀物理文章😀，或是凝視帥氣男友的臉龐🙂。如果你的眼睛出了問題怎麼辦？你一定知道答案。所以，如果你的眼睛依然健康，視力清晰，就應該心存感激。盲人當然什麼也看不見，只能靠想像來了解我們今天所處的世界。
擁有健康、功能良好的眼睛是每個人的夢想。然而，現實有時不如人意。有些人注定會遭遇眼部疾病，導致視力模糊。科學，特別是物理學的進步，使得眼鏡和隱形眼鏡等視覺輔助工具的出現成為可能。
本文探討眼睛的工作原理，以及人類如何透過眼睛看到物體。本文對眼睛工作原理的解釋涉及幾何光學，包括光的折射、聚焦以及眼睛成像等。本文篇幅有限，無法詳細闡述眼睛的構造和運作原理。關於眼部疾病、眼鏡和隱形眼鏡的工作原理等內容，將在後續文章中進行解釋。
眼睛的組成部分
科爾內亞 atau 眼膜 角膜是覆蓋眼球前部的一層堅硬、半透明的薄膜。進入眼球的光線會被角膜產生較大程度的折射。
小學生 atau 眼球 瞳孔是人眼的黑色部分。由於瞳孔是黑色的，因此幾乎吸收所有光線，幾乎不反射光線。瞳孔是光線進入眼睛的通道。瞳孔越大，進入眼睛的光線就越多；反之，瞳孔越小，進入眼睛的光線就越少。
鳶尾 atau 鳶尾花 虹膜控制著瞳孔的大小。當周圍環境光線明亮時，虹膜會縮小瞳孔；當環境光線昏暗時，虹膜會放大瞳孔，讓更多光線進入眼睛。如果你觀察過貓咪白天和夜晚瞳孔的變化，就能很容易理解虹膜的功能。
睫狀肌的功能是改變眼球水晶體的曲率。水晶體曲率的變化會影響水晶體的焦距。當眼睛觀察遠處的物體時，睫狀肌會放鬆，使水晶體的曲率半徑增加，焦距也隨之增加。當眼睛觀察近處的物體時，睫狀肌會收縮，使水晶體的曲率半徑減小，焦距也隨之減少。因此，睫狀肌的間接功能是控制水晶體的焦距，使眼睛能清楚聚焦物體。水晶體焦距的這種變化稱為眼睛的調節。
眼睛的水晶體是一個會聚透鏡，也稱為凸透鏡或正透鏡。雖然大部分進入眼睛的光線會在角膜處發生折射，但水晶體也會折射並聚焦光線，使物體的影像清晰地形成在視網膜上。影像必須形成在視網膜上才能使物體清晰可見。視網膜將光波轉換成電訊號，然後透過視神經傳遞到大腦。
最大和最小住宿量
眼睛調節 調整眼球水晶體的焦距 (f) 以適應眼睛所見物體的距離，使物體的影像能夠聚焦在視網膜上。眼球水晶體的焦距是指水晶體到其焦點 (F) 的距離。如圖所示，水晶體曲率的變化會導致其曲率半徑變化，進而導致焦距變化。
如果眼睛觀察到一個物體 遠點當睫狀肌放鬆時，眼球水晶體變平，曲率半徑和焦距增加。遠點是眼睛能夠聚焦的最遠距離，正常情況下，眼睛的遠點是無限遠。當眼睛調節水晶體的焦距以聚焦於遠點或無限遠的物體時，眼睛 最低住宿要求.
另一方面，當眼睛觀察近距離物體時，睫狀肌會緊張（收縮），導致水晶體曲率增大，使水晶體的曲率半徑和焦距增加。眼睛能夠聚焦的最近物體距離稱為焦距。 近點一般人的近點距離為25公分。 當眼睛聚焦於近點（25公分）的物體時，眼睛的調整能力達到最大值。
物體陰影的形成
非常遠的物體距離
若物距無限遠，眼球晶狀體會趨於平坦，導致水晶體的焦距增大，此時焦距 (f) 必須等於像距 (s')。像距是指水晶體到眼睛折射光束交點的距離。光束交點位於視網膜上。因此可以得出結論：當眼睛觀察到無限遠處的物體時，眼球水晶體的曲率會趨於平坦，直到水晶體的焦距 (f) 等於水晶體到視網膜的距離。光束必須在視網膜上交匯，才能被視網膜上的神經細胞轉換成電訊號，然後透過視神經傳遞到大腦。
以下數學證明說明了為什麼當物距 (s) 非常遠或假設物體無限遠時，透鏡的焦距 (f) 必須等於像距 (s')。焦距 (f)、物距 (s) 和像距 (s') 之間的關係可以用下列公式表示。
1/f = 1/s + 1/s' —– 公式 1
目鏡是會聚透鏡，因此焦距（f）為正值。物距（s）為無窮大，因此在公式 1 中以無窮大符號取代物距（s）。
1/f = 1/~ + 1/s'
1/f = 0 + 1/s'
1/f = 1/s'
s' = f —– 公式 2
公式 2 表明，在會聚透鏡或凸透鏡中，如果物距為無窮大，則焦距 (f) 與像距 (s') 相同。
非常近的物體距離
如果物體離眼睛很近呢？凹透鏡可以形成虛像和實像。當物距 (s) 大於透鏡的焦距 (f) 時，凸透鏡會形成實像。這在相關主題中已有討論。 凸透鏡成像.
前面已經解釋過，正常人眼能夠正確聚焦的最近物體是25公分。因此，焦距必須小於25公分。焦距也不可能是25厘米，因為如果是25厘米，像就會在無窮遠處，考慮到瞳孔很小，這是不合理的。
計算眼球水晶體系統的焦距（f）：
1/f = 1/s + 1/s' —– 公式 1
正常人眼的近點為25厘米，因此最近物距（s）為25厘米。角膜到眼球的距離約為2,5公分。當光束照射到視網膜上時，影像清晰可見，因此角膜到水晶體的距離被認為是像距（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 厘米
像距 (s') 與焦距 (f) 差為 2,5 cm – 2,27 cm = 0,23 cm。根據上述計算結果可知，焦距 (f) 小於像距 (s')。眼睛的焦點位於像點（視網膜）左側 0,23 cm 處。
眼睛的水晶體是會聚的，所以形成在視網膜上的像雖然是實像，但卻是倒立的。儘管視網膜上的像倒立了，大腦的神經卻能將其正立起來。這是怎麼解釋的呢？ 🙂
關於光學儀器的範例問題
1. EBTANAS-SMP-01-15
近視性眼部缺陷中成像的描述是…
彭巴哈桑
近視或近視眼是一種眼睛的光學疾病，患者無法看清遠處的物體。
近視的成因是角膜-水晶體系統曲率過大（眼球水平部分過長），導致角膜-水晶體系統的焦距縮短，使得來自遠處的光線聚焦在視網膜前方。無限遠處的光線無法聚焦在視網膜上，因此視網膜上的神經細胞無法將光波轉化為電訊號並傳遞到大腦。
正確答案是 B。
2. EBTANAS-SMP-02-15
正確的圖片顯示的是近視患者眼中陰影的形成…
彭巴哈桑
近視或近視眼是一種眼睛的光學疾病，患者無法看清遠處的物體。
近視的成因是角膜-水晶體系統曲率過大（眼球水平部分過長），導致角膜-水晶體系統的焦距縮短，使得來自遠處的光線聚焦在視網膜前方。無限遠處的光線無法聚焦在視網膜上，因此視網膜上的神經細胞無法將光波轉化為電訊號並傳遞到大腦。
正確答案是C。
