اپتیک
چشم سالم
چشم سالم برای کانونیکردن هر چیزی از نقطهٔ نزدیکش (25 cm) تا بینهایت تطابق میکند.
چشم سالم — شبیهسازی تعاملی اپتیک. چشم سالم برای کانونیکردن هر چیزی از نقطهٔ نزدیکش (25 cm) تا بینهایت تطابق میکند. آزمایشگاه مجازی فیزیکِ رایگانِ مرورگری با اندازهگیریهای زندهٔ SI و آموزش هدایتشده.
دید طبیعی
چشم سالم برای کانونیکردن هر چیزی از نقطهٔ نزدیکش (25 cm) تا بینهایت تطابق میکند.
چشم سالم پرتوهای موازی از بینهایت را بدون تطابق روی شبکیه کانونی میکند. عضلهٔ مژگیای آنگاه میتواند شکل عدسی را برای اجسام نزدیکتر تا نقطهٔ نزدیک (برای بزرگسالان ~25 cm) تنظیم کند. این پیشتنظیم کانونیشدنِ آرام برای صحنههای دور را مدل میکند.
- نقطهٔ نزدیک ≈ 25 cm
- نقطهٔ دور ∞
خلاصهٔ پژوهش
پرسش را پیش از بازکردن آزمایشگاه برنامهریزی کنید
این خلاصه همان صفحهٔ از پیش رندرشده است: پرسش محوری، پیشبینیهای رقیب، نقش متغیرها، قوانین حاکم، برپاسازی، تحلیل و پرسشهای گسترش — به همین ترتیب و همیشه در دید میمانند.
پرسش محوری
چشم سالم با تغییر فاصلهٔ کانونی عدسی درونیاش (تطابق)، اجسام را از نقطهٔ نزدیک تا بینهایت کانونی میکند. برای کانونیکردن جسم نزدیکتر، چشم فاصلهٔ کانونی کوتاهتر یا بلندتری لازم دارد؟
پیشبینیهایی که باید سنجیده شوند
- کوتاهتر — جسم نزدیکتر از چشم میخواهد عدسی نور را محکمتر بشکند تا همچنان روی همان فاصلهٔ شبکیه کانونی شود.
- برای اجسام نزدیکتر، فاصلهٔ کانونی بلندتر.
- فاصلهٔ کانونی برای فاصلههای مختلف جسم لازم نیست تغییر کند.
نقش متغیرها
آنچه شما تنظیم میکنید:
- فاصلهٔ جسم d_o (cm)
آنچه اندازه میگیرید:
- فاصلهٔ کانونی لازم f (cm)
پژوهش چگونه اجرا میشود
- پیشتنظیم چشم سالم را باز کنید و Reset بزنید. شبکیه 2.2 cm پشت عدسی چشم در فاصلهای ثابت نشسته.
- قرائت فاصلهٔ کانونی لازم را فعال کنید.
- فاصلهٔ جسم را برای هر آزمایش تنظیم کنید و فاصلهٔ کانونیای که چشم برای نگهداشتن تصویر روی شبکیه باید بپذیرد را ثبت کنید.
معادلهٔ حاکم
تطابق چشم — P = 1/f
برای تیز ماندن تصویر روی شبکیه، چشم پیوسته طول کانونی عدسی خود را تنظیم میکند: f = d_o·R/(d_o + R) که در آن R فاصلهٔ ثابت شبکیه است. اجسام نزدیکتر طول کانونی کوتاهتر میطلبند (قدرت فوکوس قویتر).
برگهٔ کار چاپی از دانشآموزان چه میخواهد به دست آورند
- برای یک آزمایش، f = d_o·R/(d_o + R) را با R = 2.2 cm (فاصلهٔ شبکیه) حساب کنید. با جدول مقایسه کنید.
- توضیح دهید چرا f همیشه کمی زیر R = 2.2 cm میماند: وقتی d_o بسیار بزرگ میشود به آن نزدیک میشود (چشم ریلکس، فوکوس در بینهایت) و برای اجسام نزدیکتر بیشتر زیر آن افت میکند (تطابق بیشتر).
کجا غیر از آزمایشگاه خودش را نشان میدهد
- نقطهٔ نزدیک چشم سالم (حدود 25 cm) کوتاهترین فاصلهٔ کانونیای است که عضلات چشم میتوانند بسازند؛ نقطهٔ دورش (بینهایت) بلندترین را (کامل آرام). توضیح دهید چرا پیری معمولاً نقطهٔ نزدیک را بالا میبرد (پیرچشمی) حتی در چشمی در غیر این سالم — عدسی انعطاف میبازد، نه توان کانونیکردن در بینهایت را.
- خودکانونکردن دوربین، مکانیکی همان کاری را میکند که چشم شما زیستی میکند: فاصلهٔ کانونی مؤثر عدسیاش را تنظیم میکند (معمولاً با جابهجایی عدسی، نه تغییر شکلش) تا تصویر روی حسگر در فاصلههای جسمی مختلف تیز بماند. چرا عدسی دوربین فیزیکی جابهجا میشود در حالی که عدسی چشم شما شکل عوض میکند؟
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- به چشم سالم خوش آمدید
- انتخاب چشم
- Play را بفشارید
- دید دورِ آرام
- پنل ویژگیها را باز کنید
- انجامش دادید!
شبیهسازی تعاملی را باز کنید تا صحنه را بسازید، Play را بفشارید و با اندازهگیریهای زنده و آموزش هدایتشده کاوش کنید.