Terve silmä: jatkuva sopeutuminen

1 · Ennusta

Normaali silmä voi tarkentaa objekteihin missä tahansa lähipisteestään äärettömyyteen muuttamalla sisäisen linnssinsä polttoväliä (sopeutuminen). Tarvitseeko silmän lyhyempi vai pidempi polttoväli lähempänä olevan objektin tarkentamiseen?

• Lyhyempi – lähempänä oleva objekti vaatii silmän linnssin taittamaan valoa voimakkaammin pysyäkseen tarkennettuna samaan verkkokalvoetäisyyteen.
• Pidempi polttoväli lähemmille objekteille.
• Polttovälin ei tarvitse muuttua eri objektietäisyyksille.

2 · Kokoa

1. Avaa normaali silmä -esiasetus ja paina Nollaa. Verkkokalvo istuu kiinteällä 2.2 cm etäisyydellä silmän linsistä.
2. Ota käyttöön vaaditun polttovälin lukema.
3. Aseta objektietäisyys jokaiselle suoritukselle ja kirjaa polttoväli, jonka silmän on omaksuttava pitääkseen kuvan verkkokalvolla.

3 · Kerää data

Kuvaa vaadittu polttoväli f (y-akseli) objektietäisyyttä d_o vasten (x-akseli) kolmelle suorituksellesi. Lähestyykö f verkkokalvoetäisyyttä (2.2 cm), kun d_o kasvaa suureksi?

4 · Analysoi

1. Yhdelle suoritukselle laske f = d_o·R/(d_o + R) arvolla R = 2.2 cm (verkkokalvoetäisyys). Vertaa taulukkoon.
2. Selitä, miksi f pysyy aina juuri arvon R = 2.2 cm alapuolella, lähestyen sitä, kun d_o kasvaa hyvin suureksi (rentoutunut silmä, tarkentaen äärettömyyteen) ja pudoten sitä pidemmälle lähimmille objekteille (enemmän sopeutumistyötä).

5 · Laajenna

1. Normaalin silmän lähipiste (noin 25 cm) määrää lyhyimmän polttovälin, jonka silmän lihakset voivat saavuttaa; sen kaukopiste (äärettömyys) määrää pisimmän (täysin rentoutunut). Selitä, miksi ikääntyminen nostaa tyypillisesti lähipistettä (presbyopia) jopa muuten terveessä silmässä – linssi menettää joustavuutta, ei tarkennusvoimaa äärettömyydessä.
2. Kameran automaattitarkennus tekee mekaanisesti sen, mitä silmäsi tekee biologisesti: säätää linnssinsä efektiivistä polttoväliä (yleensä siirtämällä linssiä muodon muuttamisen sijaan) pitääkseen kuvan terävänä anturilla eri objektietäisyyksillä. Miksi kameralinssi voisi liikkua fyysisesti, kun taas silmäsi linssi muuttaa muotoaan?

Tämän kokeen fysiikka

← Takaisin kokeeseen

138 ilmaista tulostettavaa fysiikan työarkkia