چشم سالم: تطابق پیوسته
1 · پیشبینی
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؟
- 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.
2 · آمادهسازی
- 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.
3 · گردآوری داده
| فاصلهٔ جسم d_o (cm) | فاصلهٔ کانونی لازم f (cm) |
|---|---|
| 30.00 | |
| 60.00 | |
| 120.00 |
برای سه آزمایش، فاصلهٔ کانونی لازم f (محور y) را بر حسب فاصلهٔ جسم d_o (محور x) رسم کنید. آیا با بزرگشدن d_o مقدار f به فاصلهٔ شبکیه (2.2 cm) میگراید؟
4 · تحلیل
- 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).
5 · گسترش
- 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؟
فیزیک پشت این آزمایش
تطابق چشم
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).