Korekce krátkozrakosti: jak rozptylná čočka skutečně funguje

1 · Predikuj

Rozptylná korekční čočka krátkozrakého oka (tady f = −70 cm) má za úkol nechat vzdálené předměty vypadat, jako by byly na dalekém bodu oka. Funguje to stejně bez ohledu na to, jak daleko je skutečný předmět doopravdy?

• V rámci vzdáleností objektu, kterou tato lavice může skutečně dosáhnout, je vzdálenost virtuálního obrazu stále velmi proměnlivá, když se skutečná vzdálenost objektu mění — dosud se neutěsnila poblíž dalekého bodu.
• Ano — pro jakýkoli dostatečně vzdálený předmět tvoří rozptylná čočka zdánlivý obraz velmi blízko svého vlastního ohniska (poblíž dalekého bodu) bez ohledu na přesnou skutečnou vzdálenost.
• Korekční čočka efektivní vzdálenost obrazu vůbec nemění.

2 · Sestavení

1. Otevři předvolbu myopia-corrected a stiskni Resetovat. Korekční rozptylná čočka má f = −70 cm, odpovídající dalekému bodu tohoto oka.
2. Zapni odečet vzdálenosti obrazu korekční čočky.
3. Nastav skutečnou vzdálenost předmětu pro každý pokus (vše rozumně daleko) a zapiš vzdálenost zdánlivého obrazu tvořeného korekční čočkou.

3 · Sbírej data

Vynes vzdálenost obrazu d_i (osa y) proti vzdálenosti předmětu d_o (osa x) pro své tři pokusy. Ohýbá se d_i k ohniskové vzdálenosti čočky (−70 cm, daleký bod oka)? Jak blízko se dostane v rozsahu, který lavice dovolí?

4 · Analyzuj

1. Pro jeden pokus spočti d_i z 1/f = 1/d_o + 1/d_i s f = −70 cm. Porovnej s tabulkou.
2. Tvá tabulka ukazuje, že se d_i stále podstatně mění i při největší vzdálenosti objektu, které tato lavice dosáhne (d_o = 100 cm, d_i jen 58.8 % cesty k f = −70 cm). Pomocí 1/f = 1/d_o + 1/d_i vysvětli, proč d_i potřebuje d_o v mnoha stovkách cm, než se skutečně přiblíží k f — tato korekce se stává téměř dokonalou opravdu jen pro objekty mnohem vzdálenější, než je tato lavice umí umístit, ne pro každý „vzdálený“ objekt.

5 · Rozšiř

1. Tohle je skutečný mechanismus korekčních čoček: nemění to, co dělá vlastní čočka oka — předzpracovávají světlo, aby oko „vidělo“ korigovaný obraz ve vzdálenosti, na kterou UŽ dokáže zaostřit. Vysvětli, proč to znamená, že korekční čočky pracují S optikou oka, místo aby ji nahrazovaly.
2. Porovnj pevné f = −70 cm tohoto experimentu s výpočtem korekční mohutnosti experimentu myopia pro daleký bod = 70 cm (P = −100/70 ≈ −1.43 D, takže f = 1/P ≈ −70 cm). Potvrď, že jde o tutéž čočku popsanou dvěma způsoby (ohnisková vzdálenost vs. dioptrie).

Fyzika za tímto experimentem

← Zpět na experiment

138 bezplatných tisknutelných pracovních listů z fyziky