Оптика

Нормално око

Нормалното око акомодира, за да фокусира всичко от близката си точка (25 cm) до безкрайност.

Нормално око — интерактивна симулация Оптика. Нормалното око акомодира, за да фокусира всичко от близката си точка (25 cm) до безкрайност. Безплатна виртуална физическа лаборатория в браузъра с живи SI измервания и упътване.

Нормално зрение

Нормалното око акомодира, за да фокусира всичко от близката си точка (25 cm) до безкрайност.

Еметропното око фокусира успоредните лъчи от безкрайността върху ретината без акомодация. Цилиарният мускул може после да настройва формата на лещата за по-близки обекти до близката точка (~25 cm за възрастни). Настройката моделира отпуснато фокусиране за далечни сцени.

• Близка точка ≈ 25 cm
• Далечна точка ∞

Резюме на изследването

Планирай въпроса, преди да отвориш лабораторията

Краткото описание повтаря пререндерираната страница: водещият въпрос, съперничещите предсказвания, ролите на променливите, управляващите закони, постановката, анализът и разширяващите подсказки остават видими и в този ред.

Водещ въпрос

Нормално око може да фокусира обекти навсякъде от близката си точка до безкрайност, като променя фокусното разстояние на вътрешната си леща (акомодация). Нужно ли е на окото по-късо или по-дълго фокусно разстояние, за да фокусира по-близък обект?

Предсказвания за преценка

• По-късо — по-близък обект изисква лещата на окото да пречупва светлината по-силно, за да фокусира пак на същото разстояние до ретината.
• По-дълго фокусно разстояние за по-близки обекти.
• Фокусното разстояние не трябва да се променя за различни разстояния до предмета.

Роли на променливите

Какво задаваш ти:

• Разстояние до предмета d_o (cm)

Какво измерваш:

• Нужно фокусно разстояние f (cm)

Как протича изследването

1. Отвори настройката нормално око и натисни Нулирай. Ретината седи на фиксирано 2.2 cm зад лещата на окото.
2. Включи показанието за нужно фокусно разстояние.
3. Задай разстоянието до предмета за всеки опит и запиши фокусното разстояние, което окото трябва да приеме, за да държи изображението върху ретината.

Управляващо уравнение

Акомодация на окото — P = 1/f

За да държи ретиналното изображение sharply, окото непрекъснато настройва фокусното разстояние на лещата си: f = d_o·R/(d_o + R), където R е фиксираното разстояние до ретината. По-близките обекти изискват по-къси фокусни разстояния (по-силна фокусираща сила).

Какво иска да изчислят учениците печатният работен лист

• За един опит изчисли f = d_o·R/(d_o + R) с R = 2.2 cm (разстоянието до ретината). Сравни с таблицата.
• Обясни защо f винаги стои малко под R = 2.2 cm, приближавайки го, когато d_o расте много голямо (отпуснато око, фокусирано в безкрайност), и слизайки по-надолу под него за по-близки обекти (повече усилие на акомодацията).

Къде това се появява извън лабораторията

• Близката точка на нормално око (около 25 cm) задава най-късото фокусно разстояние, което мускулите на окото могат да постигнат; далечната му точка (безкрайност) задава най-дългото (изцяло отпуснато). Обясни защо застаряването обикновено покачва близката точка (пресбиопия) дори в иначе здраво око — лещата губи гъвкавост, не фокусираща сила в безкрайност.
• Системата за автофокус на фотоапарат прави механично това, което окото ти прави биологично: настройва ефективното фокусно разстояние на обектива (обикновено чрез движение на лещата, а не промяна на формата ѝ), за да държи изображението sharply на сензора при различни разстояния до предмета. Защо обективът на фотоапарат би се движил физически, докато лещата на окото ти вместо това променя формата си?

• AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
• General High School Physics — Light & optics
• NGSS High School Physics — Wave properties

1. Добре дошъл при нормалното око
2. Избери окото
3. Натисни Пусни
4. Отпуснато далечно зрение
5. Отвори панела Свойства
6. Справи се!

Отвори интерактивната симулация, за да изградиш сцената, натисни Пусни и разгледай с живи измервания и насочено упътване.

Отвори интерактивната лаборатория →

Изтегли работния лист →

Уравнението на тънката леща