اصلاح نزدیک‌بینی: عدسی واگرا واقعاً چگونه کار می‌کند

1 · پیش‌بینی

عدسی اصلاحی واگرای چشم نزدیک‌بین (در اینجا f = −70 cm) قرار است اجسام دور را به‌جای جای واقعی‌شان، روی نقطهٔ دور چشم نشان دهد. آیا این فارغ از اینکه جسم واقعی واقعاً چقدر دور است به همین شکل کار می‌کند؟

• در فاصله‌های جسمی که این میز واقعاً می‌تواند به دست آورد، فاصله تصویر مجازی هنوز هم با تغییر فاصله واقعی جسم تغییر قابل‌توجهی می‌کند — هنوز نزدیک نقطه دور تثبیت نشده است.
• بله — برای هر جسم به‌قدر کافی دور، عدسی واگرا تصویری مجازی بسیار نزدیک به نقطهٔ کانونی خودش (نزدیک نقطهٔ دور) می‌سازد، فارغ از فاصلهٔ واقعی دقیق.
• عدسی اصلاحی اصلاً فاصلهٔ تصویر مؤثر را عوض نمی‌کند.

2 · آماده‌سازی

1. پیش‌تنظیم myopia-corrected را باز کنید و Reset را بفشارید. عدسی اصلاحی واگرا f = −70 cm دارد، مطابق نقطهٔ دور همین چشم.
2. قرائت فاصلهٔ تصویر عدسی اصلاحی را فعال کنید.
3. فاصلهٔ واقعی جسم را برای هر آزمایش تنظیم کنید (همه نسبتاً دور) و فاصلهٔ تصویر مجازی ساخته‌شده به‌دست عدسی اصلاحی را ثبت کنید.

3 · گردآوری داده

برای سه آزمایش، فاصلهٔ تصویر d_i (محور y) را بر حسب فاصلهٔ جسم d_o (محور x) رسم کنید. آیا d_i به فاصلهٔ کانونی عدسی (−70 cm، نقطهٔ دور چشم) خم می‌شود؟ در دامنه‌ای که میز اجازه می‌دهد چقدر نزدیک می‌شود؟

4 · تحلیل

1. برای یک آزمایش، d_i را از 1/f = 1/d_o + 1/d_i با f = −70 cm حساب کنید. با جدول مقایسه کنید.
2. جدول شما نشان می‌دهد d_i حتی در بزرگ‌ترین فاصلهٔ جسمی که این میز می‌تواند به دست آورد (d_o = 100 cm, d_i تنها 58.8% راه تا f = −70 cm) به‌طور قابل‌توجهی تغییر می‌کند. با استفاده از 1/f = 1/d_o + 1/d_i، توضیح دهید که چرا d_i به d_o در چند صد سانتی‌متر نیاز دارد تا واقعاً به f نزدیک شود — این تصحیح واقعاً تنها برای اجسامی بسیار دورتر از آنچه این میز می‌تواند قرار دهد تقریباً بی‌نقص می‌شود، نه برای هر جسم «دوری».

5 · گسترش

1. این خودِ سازوکار عدسی‌های اصلاحی است: کاری که عدسی خود چشم می‌کند را عوض نمی‌کنند — نور را پیش‌پردازش می‌کنند تا چشم تصویر اصلاح‌شده را در فاصله‌ای «ببیند» که از قبل می‌تواند کانونی‌اش کند. توضیح دهید چرا این یعنی عدسی‌های اصلاحی «با» اپتیک خود چشم کار می‌کنند نه اینکه جایگزینش شوند.
2. مقدار ثابت این آزمایش یعنی f = −70 cm را با محاسبهٔ قدرت اصلاحی آزمایش myopia برای نقطهٔ دور = 70 cm مقایسه کنید (P = −100/70 ≈ −1.43 D، پس f = 1/P ≈ −70 cm). تأیید کنید اینها همان یک عدسی‌اند که به دو صورت توصیف شده‌اند (طول کانونی در برابر دیوپتر).

فیزیک پشت این آزمایش

← بازگشت به آزمایش

138 برگهٔ کار چاپی فیزیک رایگان