Глаз как оптический инструмент

Глаз как оптический инструмент

Глаз человека представляет собой сложную оптическую систему, которая по собственному действию подобна оптической системе фотоаппарата. Схематическое устройство глаза представлено на рис. 3.4.1. Глаз имеет практически шарообразную форму и поперечник около 2,5 см. Снаружи он покрыт защитной оболочкой 1 белоснежного цвета – склерой. Передняя прозрачная часть 2 склеры именуется роговицей. На неком расстоянии от нее размещена радужная оболочка 3, окрашенная пигментом Глаз как оптический инструмент. Отверстие в радужной оболочке представляет собой зрачок. Зависимо от интенсивности падающего света зрачок рефлекторно изменяет собственный поперечник примерно от 2 до 8 мм, т.е. действует подобно диафрагме фотоаппарата. Меж роговицей и радужной оболочкой находится прозрачная жидкость. За зрачком находится хрусталик 4 – эластичное линзоподобное тело. Особенная мускула 5 может изменять в неких границах форму хрусталика Глаз как оптический инструмент, изменяя тем его оптическую силу. Остальная часть глаза заполнена стекловидным телом. Задняя часть глаза – глазное дно, оно покрыто сетчатой оболочкой 6, представляющей собой сложное разветвление зрительного нерва 7 с нервными окончаниями – палочками и колбочками, которые являются светочувствительными элементами.

Набросок 3.4.1. Глаз человека

Лучи света от предмета, преломляясь на границе воздух–роговица, проходят дальше через хрусталик Глаз как оптический инструмент (линзу с изменяющейся оптической силой) и делают изображение на сетчатке.

Роговица, прозрачная жидкость, хрусталик и стекловидное тело образуют оптическую систему, оптический центр которой размещен на расстоянии около 5 мм от роговицы. При расслабленной глазной мышце оптическая сила глаза примерно равна 59 дптр, при наивысшем напряжении мускулы – 70 дптр.

Основная особенность глаза как Глаз как оптический инструмент оптического инструмента состоит в возможности рефлекторно изменять оптическую силу глазной оптики зависимо от положения предмета. Такое приспособление глаза к изменению положения наблюдаемого предмета именуется аккомодацией.

Область аккомодации глаза можно найти положением 2-ух точек:

· далекая точка аккомодации определяется положением предмета, изображение которого выходит на сетчатке при расслабленной глазной мышце. У обычного глаза далекая точка аккомодации находится Глаз как оптический инструмент в бесконечности.

· ближняя точка аккомодации – расстояние от рассматриваемого предмета до глаза при наивысшем напряжении глазной мускулы. Ближняя точка обычного глаза размещается на расстоянии 10–20 см от глаза. С годами это расстояние возрастает.

Не считая этих 2-ух точек, определяющих границы области аккомодации, у глаза существует расстояние лучшего зрения, т. е. расстояние Глаз как оптический инструмент от предмета до глаза, при котором удобнее всего (без лишнего напряжения) рассматривать детали предмета (к примеру, читать маленький текст). Это расстояние у обычного глаза условно считают равным 25 см.

При нарушении зрения изображения удаленных предметов в случае ненапряженного глаза возможно окажутся или перед сетчаткой (близорукость), или за сетчаткой (дальнозоркость) (рис. 3.4.2).

Набросок 3.4.2. Изображение Глаз как оптический инструмент удаленного предмета в глазе: a – обычный глаз; b – близорукий глаз; с – дальнозоркий глаз

Расстояние лучшего зрения у близорукого глаза меньше, а у дальнозоркого больше, чем у обычного глаза. Для исправления недостатка зрения служат очки. Для дальнозоркого глаза нужны очки с положительной оптической силой (собирающие линзы), для близорукого – с отрицательной Глаз как оптический инструмент оптической силой (рассеивающие линзы).

Для наблюдения удаленных предметов оптическая сила линз должна быть таковой, чтоб параллельные пучки фокусировались на сетчатке глаза. Глаз должен созидать через очки надуманное прямое изображение удаленного предмета, находящееся в далекой точке аккомодации данного глаза. Если, к примеру, далекая точка аккомодации близорукого глаза находится на расстоянии 80 см, то Глаз как оптический инструмент применяя формулу узкой линзы получим:

d = ∞, f = –0,8 м, как следует, дптр.

Необходимо подчеркнуть, что у дальнозоркого глаза далекая точка аккомодации надуманная, т. е. ненапряженный глаз фокусирует на сетчатке сходящийся пучок лучей. Поэтому при рассмотрении удаленных предметов очки для дальнозоркого глаза должны превращать параллельный пучок лучей в сходящийся Глаз как оптический инструмент, т. е. владеть положительной оптической силой.

Очки для «ближнего зрения» (к примеру, для чтения) должны создавать надуманное изображение предмета, находящегося на расстоянии d0 = 25 см (т. е. на расстоянии лучшего зрения обычного глаза), на расстоянии лучшего зрения данного глаза. Пусть, к примеру, близорукий глаз имеет расстояние лучшего зрения 16 см. По формуле узкой Глаз как оптический инструмент линзы получим: d = d0 = 0,25 м, f = –0,16 м, как следует, дптр. Вследствие сужения области аккомодации у многих людей очки для близкого зрения должны владеть большей (по модулю) оптической силой по сопоставлению с очками для рассматривания удаленных предметов.

Рис. 3.4.3 иллюстрирует корректировку дальнозоркого и близорукого глаза при помощи очков Глаз как оптический инструмент.

Набросок 3.4.3. Подбор очков для чтения для дальнозоркого (a) и близорукого (b) глаза. Предмет A размещается на расстоянии d = d0 = 25 см лучшего зрения обычного глаза. Надуманное изображение A' размещается на расстоянии f, равном расстоянию лучшего зрения данного глаза

Модель. Глаз как оптический инструмент

Волновая оптика


glavnaya-knigi-s-n-u-f-f-fb2-stranica-2.html
glavnaya-knigi-s-n-u-f-f-fb2-stranica-8.html
glavnaya-panel-instrumentov.html